WO2007046485A1 - 誘電泳動チップおよび誘電泳動装置並びに誘電泳動システム - Google Patents

誘電泳動チップおよび誘電泳動装置並びに誘電泳動システム Download PDF

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WO2007046485A1
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Osamu Teranuma
Mayuko Sakamoto
Yoshihiro Izumi
Masayuki Fujimoto
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Sharp Kabushiki Kaisha
National University Corporation Shizuoka University
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    • B01L2400/0415—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces electrical forces, e.g. electrokinetic
    • B01L2400/0424—Dielectrophoretic forces

Definitions

  • Dielectrophoresis chip dielectrophoresis apparatus, and dielectrophoresis system
  • the present invention relates to a dielectrophoresis chip, a dielectrophoresis apparatus, and a dielectrophoresis system for conveying particles such as biomolecules and resin beads by dielectrophoretic force.
  • Analyzes of these chemical analysis systems are blood cell components such as erythrocytes, leukocytes, and lymphocytes obtained by separating blood; bacteria such as Escherichia coli and Listeria; DNA (deoxyribonucleic acid: deoxyribonucleic acid) acid; deoxyribose nucleic acid), biomolecules such as protein, etc.
  • the main applications include, for example, analysis of these DNAs, proteins, cells, etc. (reaction “detection” separation ”transport); chemical synthesis (microplant);
  • the dielectrophoresis phenomenon is a non-uniform alternating electric field that can act on any particle regardless of its own charge as a driving force for transporting, separating, and collecting particles (including biomolecules) in a fluid. Suitable for particle separation 'conveyance. For this reason, since the dielectrophoresis phenomenon is suitable for selecting an object (particulate matter), research on a chemical analysis system using the dielectrophoresis phenomenon is underway (for example, Patent Documents 1 to 5). Non-patent documents 1 to 4).
  • FIG. 35 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional particle transport device using the dielectrophoresis phenomenon, and FIG. 35 shows a schematic configuration of the particle transport device in which a plurality of non-parallel electrode pairs are arranged. Yes.
  • FIG. 35 the lower surface of a channel 101 for flowing a sample liquid such as a blood sample is shown.
  • a particle conveying device 100 in which a plurality of non-parallel electrode pairs 111 and 112 are arranged.
  • particles are conveyed by the dielectrophoretic force generated by the non-uniform electric field obtained by the non-parallel electrode pairs 111 and 112.
  • FIG. 36 (a) is a side view showing a schematic configuration of a conventional dielectrophoresis apparatus that separates cells using a comb-shaped electrode
  • FIG. 36 (b) is a side view of FIG. 36 (a). It is a top view which shows the structure of the principal part (electrode formation part) in the dielectrophoresis apparatus shown.
  • Non-Patent Document 1 As shown in FIGS. 36 (a) and 36 (b), a comb-shaped electrode 202 provided on a glass substrate 201 is subjected to high frequency by an alternating current (AC) signal generator 203.
  • AC alternating current
  • a comb-shaped electrode is used to concentrate microorganisms (biological particles such as bacteria) in a sample solution by dielectrophoresis in the gap portion of the electrode that is an electric field concentration portion.
  • a technique for measuring the concentration of the microorganism by performing impedance measurement between the two is disclosed.
  • FIG. 37 is a diagram for explaining a technique for transporting cells using comb-shaped electrodes.
  • Non-Patent Document 2 and Patent Document 3 as shown in FIG. 37, the particles in the electrophoresis medium are placed above the surface of the electrode 301 depending on the phase condition of the signal applied to the adjacent electrodes 301. It is disclosed that it floats and is transported.
  • Dielectrophoresis is a phenomenon in which a force acts on particles due to the interaction between an applied electric field and an electric dipole induced thereby, and more specifically, when a nonuniform AC electric field is applied. This is a phenomenon in which a substance moves under the force (dielectrophoretic force) due to the interaction between the electric field lines generated in the field and the polarization of the substance.
  • the dielectrophoretic force depends on the dielectric constant of the particles and the solvent, the frequency of the applied voltage, and the like.
  • Dielectrophoresis is called “positive dielectrophoresis” (hereinafter referred to as “p-DEP”) in which force is applied in the direction of strong electric field depending on the dielectric constant of particles and solvent, and the frequency of applied voltage.
  • p-DEP Positive dielectrophoresis
  • n-DEP Native dielectrophoresis
  • a dipole moment When an electric field is applied to a particle force system suspended in a solvent, a dipole moment is induced.
  • the electric field is, for example, alternating current (AC)
  • the dipole moment is defined as a vector having in-phase and out-of-phase components.
  • the time average value of the dielectrophoretic force F (t) acting on the dielectric particles in the non-uniform electric field is expressed by the following formula (1) as described in Non-Patent Document 3, for example.
  • each symbol represents the following components.
  • Vacuum dielectric constant [FZm] r: particle radius [m], :: root mean square of electric field [VZm], E: each electric field
  • the dielectrophoretic force has two components, a stationary DEP (DEP) and a traveling-wave DEP (hereinafter referred to as "TWD").
  • DEP stationary DEP
  • TWD traveling-wave DEP
  • DEP is a force (in-phase component of the polarization induced by the electric field; real part of equation (1)) caused by the non-uniform distribution of the electric field.
  • TWD is the force (loss component of polarization induced by the electric field; imaginary part of equation (1)) caused by the non-uniform distribution of the phase of the electric field component.
  • the electrophoretic force works in the direction of strong electric field strength.
  • a positive dielectrophoresis (p—DEP) force is applied.
  • p—DEP positive dielectrophoresis
  • Negative dielectrophoretic (n—DEP) force acts. As a result, the particles move in the direction where the electric field gradient is small.
  • the dielectrophoretic force acts in the direction of the large phase, that is, the electric field movement direction.
  • I [f] ⁇ 0 m CM the dielectrophoretic force is in the direction of the small electric field phase, that is, the direction opposite to the electric field movement direction.
  • TWD works in a direction perpendicular to the electrode wiring length direction.
  • the action of TWD varies depending on the height from the electrode plane.
  • the effect of TWD is more noticeable at a certain distance from the plane than near the electrode plane. Therefore, when the target particles are transported by TWD, the target particles are first lifted only by DEP (DEP mode), and then the target particles are transported by TWD (TWD mode). , TWD can act efficiently on target particles.
  • phase condition of the applied voltage in the conventional dielectrophoresis apparatus will be described with reference to FIG.
  • the phase condition of a signal applied to the adjacent electrode 301 in an electrode array composed of a plurality of electrodes 301 is described in Non-Patent Document 2 and Patent Document 3.
  • Equation (1) becomes only the real part (that is, Equation (2)).
  • the particles in the electrophoresis medium float by receiving a force (DEP) that floats above the surface of the electrode 301.
  • the phase condition of the signal applied to the adjacent electrodes 301 is 0 as described in Non-Patent Document 2 and Patent Document 3.
  • equation (1) has both real and imaginary parts.
  • the particles in the electrophoresis medium are transported by receiving a transport force (TWD).
  • Patent Document 2 Corresponding to Japanese Patent Gazette “Special Table 2003-504196 (Publication Date: February 4, 2003)” (International Publication No. 01Z005514 Pamphlet (International Publication Date: January 25, 2001) )
  • Patent Document 3 Japanese Patent Publication “JP 2000-125846 (Publication Date: May 9, 2000)”
  • Patent Document 4 Corresponds to Japanese Patent Gazette “Special Publication 2003-504629 (Publication Date: February 4, 2003)” (International Publication No. 01Z005512 Pamphlet (International Publication Date: January 25, 2001) )
  • Patent Document 5 Japanese Patent Publication Gazette “Patent No. 3453136 (Registration Date: July 2003 1) 8th, publication date: November 2, 1994) "(corresponding US Pat. No. 5,454,472 (registration date: October 3, 1995))
  • Patent Document 6 Japanese Published Patent Publication “Japanese Patent Laid-Open No. 2000-298109 (Publication Date: 24th January 2000)”
  • Non-Patent Literature 1 HaiDo Li et al., Dielectrophoretic separation and manipulation of live and heat-treated cells of Listeria on microfabricated devices with interdigitated elec trades ", Sensors and Actuators B 86, p.215-221, 2002.
  • Non-Patent Document 2 Ronald Pethig et al., 'Enhancing Traveling-Wave Dielectrophoresis with Signal Superposition ", IEEE Engineering in medicine and biology magazine, p.43- 50, Nov./Dec. 2003.
  • Non-Patent Document 3 Xiao- Bo Wang et al., 'Dielectrophoretic Manipulation of Particles, IE EE Trans.Ind.Applicat., Vol.33, No.3, p.660-669, May./June 1997.
  • Non-Patent Document 4 R. Krupke et.al., "Separation of metallic from semiconducting single-walled carbon nanotubes" SCIENCE, vol.301, 18 July 2003, p.344-347
  • Non-Patent Document 5 J. Voldman et al. "Design and analysis of extruded quadrupolar dielec trophoretic traps", Journal of Electrostatics 57 (2003) p.69- 90
  • a metal material such as gold (Au) is generally used for the dielectrophoresis electrode.
  • the conventional dielectrophoresis apparatus thus has an optically opaque electrode, such as a gold electrode, formed on one side of the flow path, so that an imaging apparatus such as a CCD (imaging system) ) Is limited to one surface of the flow path opposite to the electrode formation surface.
  • an imaging apparatus such as a CCD (imaging system)
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is, for example, a dielectrophoresis chip in which the observation environment is improved compared to the prior art, for example, the restriction of observation conditions is relaxed. And a dielectrophoresis apparatus and a dielectrophoresis system.
  • the dielectrophoresis chip is a dielectrophoresis chip that dielectrophores the dielectric substance by applying an electric field formed by an alternating voltage to a sample containing the dielectric substance.
  • an electrophoretic lane for dielectrophoresis of the dielectric substance and a plurality of electrode forces intersecting the swimming lane, and an AC voltage is applied to apply an electric field to the sample injected into the electrophoretic lane.
  • An electrode array for performing dielectrophoresis of a dielectric substance, and the electrophoresis lane has a transparent surface facing the electrode array of the electrophoresis lane in at least a part of a region where the electrophoresis lane and the electrode array overlap.
  • the electrode array has a structure in which at least a part of the electrode overlapping the transparent region in the electrophoresis lane is formed of a transparent electrode! /
  • the electrode region that is, the region that imparts an electrophoretic force to the dielectric substance from any direction above or below the electrophoresis lane that is not blocked by the electrode. Can be observed.
  • observation and photographing with transmitted light observation and photographing with a transmission mode
  • observation and photographing with a transmission mode can be performed, so that an observation system by projection can be constructed. Therefore, according to the above configuration, the restriction of the observation conditions is relaxed compared to the conventional case, and as a result, it is possible to provide a dielectrophoresis chip having a wide application range with respect to the test conditions. Therefore, according to the above configuration, there is an effect that it is possible to provide a dielectrophoresis chip in which the observation environment is improved as compared with the related art.
  • the dielectrophoresis apparatus includes the dielectrophoresis chip in order to solve the above problems.
  • the dielectrophoresis system includes the dielectrophoresis apparatus in order to solve the above problems.
  • the dielectrophoresis apparatus and the dielectrophoresis system include the dielectrophoresis chip, so that when the sample is observed, the dielectrophoresis device and the dielectrophoresis system are provided in the electrophoresis lane of the dielectrophoresis chip.
  • Observation in the electrode region that is, the region in which the dielectrophoretic force is applied to the dielectric substance, can be performed from above and below the migration lane without being blocked by the electrode. Therefore, according to each of the above-described configurations, the restriction on the observation conditions is relaxed as compared with the conventional one.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a dielectrophoresis panel according to a first exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the dielectrophoresis panel shown in FIG. 1 as viewed from the upper substrate side.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a dielectrophoresis system including the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of a dielectrophoresis panel according to a second exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view showing the schematic configuration in the vicinity of the observation region in one electrophoresis lane of the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line D-D of the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another dielectrophoresis panel according to the second exemplary embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view showing a schematic configuration of a dielectrophoresis panel according to a third embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view showing a schematic configuration of a dielectrophoresis panel according to a fourth exemplary embodiment.
  • FIG. 12 (a) is a plan view showing a schematic configuration of the dielectrophoresis panel according to the fifth embodiment, and (b) to (e) are electrophoretic lanes of the dielectrophoresis panel shown in (a).
  • FIG. 6 is a plan view schematically showing the shape of a migration electrode in FIG.
  • FIG. 13 is a plan view showing a schematic configuration of a dielectrophoresis panel according to a sixth embodiment.
  • FIG. 14 is a plan view showing a schematic configuration of a dielectrophoresis panel according to a seventh embodiment.
  • FIG. 15 is an exploded cross-sectional view of the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • FIG. 16 is a plan view showing a schematic configuration of a dielectrophoresis panel according to an eighth embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • FIG. 18 is a plan view of the dielectrophoresis panel according to the ninth embodiment when the upper substrate side force is also viewed.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along the line B′-B of the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • FIG. 21 is a schematic configuration diagram of a dielectrophoresis system including the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • FIG. 22 is a cross-sectional view of the main part schematically showing the state of floating and transporting the target particles in the electrophoresis medium using the dielectrophoresis system shown in FIG. 21 in the cross section of the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • (A) is a cross-sectional view of the main part showing how the target particles are levitated in the DEP mode
  • (b) is a cross-sectional view of the main part showing how the levitated target particles are conveyed in the TWD mode. is there.
  • FIG. 23 is a plan view of another dielectrophoresis panel according to the ninth embodiment viewed from the upper substrate side.
  • FIG. 24 is a plan view for explaining a planar positional shift between an electrode in the first electrode row and an electrode in the second electrode row in the dielectrophoresis panel according to the ninth embodiment.
  • FIG. 25 is a plan view of the dielectrophoresis panel according to the tenth embodiment when the upper substrate side force is also viewed.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of the dielectrophoresis panel shown in FIG. 25, taken along line C′-C.
  • FIG. 27 is a sectional view showing a schematic configuration of another dielectrophoresis panel according to the tenth embodiment.
  • FIG. 28 is a cross-sectional view of another main part schematically showing the state in which the target particles in the electrophoresis medium are floated and conveyed using the dielectrophoresis system shown in FIG. 21 in the cross section of the dielectrophoresis panel shown in FIG. (A) is a principal part sectional view showing how the target particles are floated, and (b) and (c) are principal part sectional views showing a state where the floated target particles are conveyed.
  • FIG. 29 is a cross-sectional view of still another main part schematically showing the state of floating and transporting the target particles in the electrophoretic medium using the dielectrophoresis system shown in FIG. 21 in the cross section of the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • (A) is a cross-sectional view of the main part showing how the target particles are levitated
  • (b) and (c) are cross-sectional views of the main part showing how the levitated target particles are conveyed. .
  • FIG. 30 is a plan view showing a schematic configuration of a dielectrophoresis panel according to a twelfth embodiment.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view of the dielectrophoresis panel shown in FIG. 30, taken along line D′-D ′.
  • FIG. 32 is a plan view showing a schematic configuration of a dielectrophoresis panel according to a thirteenth embodiment.
  • FIG. 33 is a plan view showing a schematic configuration of a dielectrophoresis panel according to a fourteenth embodiment.
  • FIG. 34 (a) is a plan view showing a schematic configuration of the dielectrophoresis panel according to the fifteenth embodiment, and (b) to (e) are diagrams in each electrophoresis lane of the dielectrophoresis panel shown in (a). Electrophoresis electrode It is a top view which shows a shape typically.
  • FIG. 35 is a perspective view showing a schematic configuration of a conventional particle transport device using a dielectrophoresis phenomenon.
  • FIG. 36 (a) is a side view showing a schematic configuration of a conventional dielectrophoresis apparatus for separating cells using comb-shaped electrodes, and (b) is a schematic diagram of the dielectrophoresis apparatus shown in (a). It is a top view which shows the structure of a part.
  • FIG. 37 is a diagram for explaining a technique for transporting cells using comb-shaped electrodes.
  • Electrophoretic electrode array (electrode array)
  • Electrophoretic electrode array (first electrode array) 42 Second electrode
  • Electrophoresis array (second electrode array) 43 Spacing layer (electrophoresis lane wall) 43a Bulkhead (electrophoresis lane wall)
  • a dielectrophoresis chip microchip substrate having a plurality of electrophoresis lanes will be described as an example of the flow path.
  • the present embodiment is not limited to this. It is not a thing.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a dielectrophoresis panel according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the dielectrophoresis panel shown in FIG. 1 viewed from the upper substrate side.
  • 3 is a cross-sectional view taken along the line AA of the dielectrophoresis panel shown in FIG. 2
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the line BB of the electrophoretic panel shown in FIG.
  • FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the dielectrophoresis system according to the present embodiment provided with the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • the upper substrate is indicated by a two-dot chain line.
  • the dielectrophoresis panel 10 (dielectrophoresis chip, electrophoresis array) according to the present embodiment as a so-called microchip substrate has a lower substrate 1 ( A plurality of migration lanes 3 (flow paths) having migration spaces are provided between the first substrate) and the upper substrate 2 (second substrate).
  • the migration lane 3 has a pattern of the migration lane wall 4 on one substrate of the pair of substrates, in the present embodiment, the lower substrate 1 and along the formation region of the migration lane 3. Is formed.
  • Each migration lane 3 has an injection hole 5 (opening, injection) for injecting and discharging a sample (swimming medium) containing an object to be observed (dielectric substance) such as a sample solution. An entrance) is formed.
  • At least one of the lower substrate 1 and the upper substrate 2 is preferably formed of a transparent substrate (transparent insulator substrate) such as glass, quartz, or plastic.
  • a transparent substrate transparent insulator substrate
  • transparent substrates for example, transparent substrates of about 10 cm ⁇ 10 cm are used.
  • an electrophoresis electrode array 6 electrophoresis electrode wiring
  • an electrode array (comb electrode) force composed of a plurality of electrophoresis electrodes 6a (electrodes for electrophoresis) is straddled across each electrophoresis lane 3 ... It is provided perpendicular to each electrophoresis lane 3.
  • the migration electrode 6a includes, for example, ITO (Indium Tin Oxide), ZnO
  • a transparent conductive oxide film such as (Zinc Oxide) or IZO (Indium Zinc Oxide).
  • the electrode material used for the migration electrode 6a is not particularly limited as long as it is a transparent conductive material, but among these, ITO is preferable.
  • a migration electrode 6 a having a film thickness of about 2000 A, an electrode length of about 10 cm, and an electrode width (L: line) of 30 m and an electrode interval (S: space) of 30 ⁇ m. 1000 lines are formed so that m (that is, LZS force S is 30 ⁇ m).
  • the conditions such as the electrode width, the electrode interval, and the electrode length (wiring length) are not particularly limited, and the size and arrangement of the particles to be analyzed (that is, the particles in the electrophoresis medium) are not particularly limited. In addition, it may be set as appropriate according to the intended operation (separation, collection, transport, etc.). Further, the film thickness and electrode material of the swimming electrode 6a can also be set as appropriate, and are not particularly limited.
  • the migration electrode array 6 (that is, each migration electrode 6 a) extends over the plurality of migration lanes 3, and acts in common on each migration lane 3.
  • the electrophoresis electrode array 6 has a mounting / connecting portion 6b (input terminal portion) at one end portion of the lower substrate.
  • a flexible printed circuit (hereinafter referred to as “FPC”) 17 is mounted on the mounting / connecting portion 6b, and the control board 50 (control portion; drive) shown in FIG. Connected to the control unit).
  • the control board 50 will be described later.
  • a lower surface protective film is provided on the opposing surfaces of the lower substrate 1 and the upper substrate 2, respectively.
  • the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 are formed.
  • the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 constitute the bottom wall and the top wall of the inner wall of the migration lane 3, respectively.
  • Examples of the material for the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 include fluorine-based resin; human cell film; organic film such as acrylic resin and polyimide resin; The materials for the film 7 and the upper surface protective film 8 are appropriately set according to the type of particles to be migrated. There is no particular limitation. Further, the film thickness of the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 is not particularly limited as long as it can protect (cover) the inner wall of the migration lane 3, particularly the surface of each of the migration electrodes 6 a. It is not something.
  • the artificial cell membrane includes, for example, “Livisure” (registered trademark) manufactured by NOF Corporation, “PCmodifer” (registered trademark) manufactured by fcAI Neochip, and the like.
  • a material having photosensitivity can also be used as the material for the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8.
  • a material having photosensitivity as the material for the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 for example, a portion where no protective film other than the migration lane 3 is required, for example, a mounting terminal portion (implementation 'connection portion 6b) Can be removed by, for example, photolithography, and the time and labor of subsequent processes can be saved.
  • the migration lane wall 4 is a frame provided with a plurality of partition walls 4a that partition the inside into a plurality of lanes as partition walls (partitions). Each partition wall 4a is perpendicular to the electrophoresis electrode array 6 so that the electrophoresis electrode array 6 (each electrophoresis electrode 6a) and the electrophoresis lane 3 intersect (orthogonal in the present embodiment). In parallel!
  • the migration lane wall 4 is formed of, for example, a sealing material (adhesive).
  • the sealing material is not particularly limited.
  • a conventionally known resin is used as the sealing material.
  • an epoxy resin or an adhesive resin (adhesive) such as an epoxy adhesive made of a resin composition containing epoxy resin as a main component is used.
  • the sealing material includes V or a loose spacer (spacing retaining material) such as a spherical spacer or a fiber-like spacer.
  • spacer mixed in the sealing material for example, polytetrafluoroethylene, glass so-called Teflon (registered trademark) spacer, glass spacer or the like is used. Can be used.
  • electrophoresis lanes 3 having a lane width (interval between partition walls 4a'4a) of about 1 cm and a lane length of about 6 cm are formed in parallel.
  • the width of the electrophoresis lane wall 4 is set to about 2 mm.
  • a glass spacer with a particle size of 40 ⁇ m is mixed in the sealant so that the thickness of electrophoresis lane 3 (height of electrophoresis lane wall 4) is uniform.
  • either one of the lower substrate 1 and the upper substrate 2 has an injection hole 5 for injecting and discharging a sample (electrophoresis medium) to and from each of the electrophoresis lanes 3 described above. Formed for each electrophoresis lane 3.
  • holes having a hole diameter of about 2 mm are provided at both ends of each electrophoresis lane 3 in the upper substrate 2 as the injection and discharge holes 5.
  • each electrophoresis lane 3 the extending direction (longitudinal direction) of the electrophoresis electrode array 6 and the straight line connecting the two injection / discharge holes 5 in each electrophoresis lane 3 are as vertical as possible. It is hoped that it will be provided!
  • transparent substrates of, for example, 10 cm ⁇ 10 cm are used for the lower substrate 1 and the upper substrate 2.
  • the electrophoresis electrode array 6 is formed on the lower substrate 1.
  • an ITO film is formed on the lower substrate 1 by sputtering deposition or the like, and then patterned into an electrode shape using photolithography.
  • the migration electrode array 6 having a thickness of about 2000 A, an LZS force S of 30 ⁇ m, an electrode length of about 10 cm and 1000 electrode array forces is formed.
  • a mounting / connecting portion 6b (input terminal portion) is formed as a pattern on the end portion of the electrophoresis electrode array 6 as a mounting terminal.
  • each electrophoresis lane 3 is formed by drilling, for example, with a drill, a portion that overlaps the electrophoresis lane 3 in the upper substrate 2.
  • Inject and discharge holes 5 each having a hole diameter of about 2 mm are provided at both ends of each.
  • other methods such as blasting and etching can be used.
  • a lower protective film 7 and an upper protective film 8 are formed respectively.
  • an epoxy system in which, for example, a glass spacer having a particle size of 40 ⁇ m is mixed as a reactive adhesive (thermosetting adhesive) on the lower substrate 1 on which the lower surface protective film 7 is formed.
  • Apply adhesive (seal).
  • the electrophoresis lane wall 4 having a width of about 2 mm and a height of about 40 m is formed.
  • a printing method using a screen plate or a drawing method using a dispenser is used for the application of the sealing material.
  • the migration lane wall 4 is formed of a sealing material containing a glass spacer! Can be kept uniform. Further, as described above, the migration lane wall 4 having a plurality of partition walls 4a can be easily formed by patterning the sealing material using printing or a drawing method. Thereby, a plurality of electrophoresis lanes 3 can be easily formed.
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are disposed to face each other and are bonded together.
  • the migration lane 3 surrounded by the migration lane wall 4 that partitions the space between the lower substrate 1 and the upper substrate 2 and the lower substrate 1 and the upper substrate 2 is formed.
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are disposed to face each other, and hot pressing is performed from both the upper and lower surfaces.
  • the sealing material on the lower substrate 1 is softened and softened by hot pressing, and then cured and bonded to each other, whereby the migration lane 3 is formed between the two substrates.
  • the gap in the electrophoresis lane 3 is maintained by the spacer included in the sealing material constituting the electrophoresis lane wall 4.
  • four rows of electrophoresis lanes 3 having a lane width (interval between partition walls 4a'4a) of about 1 cm, a lane length of about 6 cm, and a thickness of about 40 m are formed in parallel.
  • the dielectrophoresis panel 10 is connected to the control board 50 via the FPC 17 mounted on the mounting / connecting portion 6b formed on the end portion of the electrophoresis electrode array 6.
  • a dielectrophoresis apparatus 70 includes the dielectrophoresis panel 10, a control board 50, and a DC power source 60 (power source).
  • the dielectrophoresis system that is useful in this embodiment The system 85 includes the dielectrophoresis device 70 and an imaging system 80.
  • the control board 50 includes a frequency / timer control unit 50a, a synchronization signal control unit 50b, an oscillation circuit unit 50c, and a phase selection / amplification unit 50d.
  • the voltage (DC (direct current) voltage) output from the DC power supply 60 is input to the control board 50 and drives the control board 50.
  • an AC voltage is output from the oscillation circuit unit 50c.
  • the output AC voltage is adjusted to the intended AC output by controlling the frequency, phase, amplitude, etc. by the frequency / timer control unit 50a, synchronization signal control unit 50b, and phase selection / amplification unit 50d. It is applied (input) to the dielectrophoresis panel 10 via the FPC 17.
  • the imaging system 80 includes a light source such as a laser for applying irradiation light to the observation region (measurement unit) in the migration lane 3 of the dielectrophoresis panel 10, an optical microscope, a CCD (charge coupled device; charge coupled device) is an optical system equipped with an imaging device such as a camera, and is installed in the upper or lower portion of the electrophoresis lane 3 for optical detection.
  • a light source such as a laser for applying irradiation light to the observation region (measurement unit) in the migration lane 3 of the dielectrophoresis panel 10
  • an optical microscope a CCD (charge coupled device; charge coupled device) is an optical system equipped with an imaging device such as a camera, and is installed in the upper or lower portion of the electrophoresis lane 3 for optical detection.
  • the sample used in the present embodiment may be a sample containing an inductive substance that can induce a dielectrophoretic force. More specifically, a medium made of a dielectric substance is included in the medium. As long as the sample is dispersed in the sample, there is no particular limitation.
  • the “electrophoresis medium” used as the sample (sample solution) in the present embodiment is a dispersion in which “particles” (electrophoretic particles) to be electrophoresed are dispersed in a “solvent”. An electrophoresis medium in which particles to be migrated are dispersed in a solvent is used as the sample.
  • the particles include dielectric particles, that is, biological cells, bacteria, viruses, parasitic microorganisms, DNA, proteins, nanopolymers, botanical particles (pollen, etc.), non-biology Particle and the like.
  • the particles include other particles that can be suspended in a liquid and can induce dielectrophoretic force.
  • the particles may be a compound or gas dissolved or suspended in a liquid (so-called dielectric gas).
  • dielectric gas a liquid
  • Non-Patent Document 4 discloses that carbon nanotubes are sorted (separation between metal and semiconductor) by dielectrophoresis.
  • carbon nanotubes that are hydrophilic and do not disperse in water are supercritical.
  • Suspension of carbon nanotubes is prepared by dispersing using water, and the above-mentioned carbon nanotubes are selected using the fact that semiconductors can migrate and metals cannot.
  • the difference in the dielectrophoretic rate between the medium is a parameter of the driving force.
  • a fine valve of gas such as air or nitrogen
  • an anaerobic substance can be carried in a gas valve such as nitrogen. That is, even an anaerobic substance can be dispersed in a solvent by being enclosed in a gas valve as described above, and can be used as particles that are useful in this embodiment.
  • the solvent for example, water, physiological saline, ethanol, methanol, butanol, oil, or the like can be used as appropriate.
  • a mixed solvent in which a plurality of solvents are mixed for example, a mixed solution of water and ethanol
  • cellulose, polyvinyl alcohol or the like can be added as a regulator.
  • one lane 3 contains a diluted aqueous solution (physiological saline) of a specific concentration of specific E. coli (before culture) as a comparative sample. Inject from the discharge hole 5.
  • each E. coli cultured in three different environments was diluted with an aqueous solution diluted to the same concentration as the comparative sample from one injection 'discharge hole 5 in each electrophoresis lane 3. inject.
  • DEP stationary DEP
  • an AC voltage is applied alternately between adjacent migration electrodes 6a at an applied voltage of 8 V, a frequency of 10 MHz, and an adjacent phase difference ⁇ .
  • live cells are trapped at the end of the migration electrode 6a, and dead cells rise near the center of the migration electrode 6a.
  • the live cells trapped at the end of the electrophoresis electrode 6a are observed by the imaging system 80.
  • the difference due to each culture environment is confirmed. For example, the number of cells in a certain area is counted by epi-illumination observation. This enables a quantitative comparison.
  • TWD traveling wave DEP
  • an AC voltage is applied to the adjacent migration electrode 6a with an applied voltage of 8 V, a frequency of 10 MHz, and an adjacent phase difference ⁇ 2.
  • production by each culture environment is confirmed.
  • the number of dead cells that pass through a certain region in a certain time is increased by observation with an optical microscope, for example. This enables a quantitative comparison.
  • TWD traveling wave DEP
  • an AC voltage is applied to the adjacent migration electrode 6a with an applied voltage of 8 V, a frequency of 10 MHz, and an adjacent phase difference ⁇ 2.
  • the difference of the dead cell generation by each culture environment can be confirmed. For example, by counting the number of dead cells passing through a certain region at a certain time, for example, by observation with an optical microscope, a quantitative comparison can be made.
  • a plurality of electrophoresis lanes 3 are provided in parallel, and the electrophoresis electrodes 6a (electrophoresis electrode array 6) acting in common on each electrophoresis lane 3 are provided.
  • the migration electrode 6a the migration electrode array 6
  • the migration control voltage can be input to the migration electrode array 6 in a lump.
  • a plurality of signals are input.
  • An electric field can be applied to electrophoresis lane 3 of Therefore, according to the present embodiment, migration control of a plurality of samples (electrophoresis media) can be performed simultaneously in a lump. Therefore, according to the present embodiment, a plurality of different types of samples (for example, samples having different relative dielectric constants and viscosities of solvents, or samples having different physical property values (such as relative dielectric constant) of particles in the solvent) can be placed under the same electrophoresis conditions under the same conditions at the same time, realizing a dielectrophoresis chip and dielectrophoresis device that adapts to a wide range of test conditions and a dielectrophoresis system 85. Is possible.
  • the dielectrophoresis panel 10 dielectrophoresis chip having the plurality of electrophoresis lanes 3 as described above, the type of the solvent (electrophoresis medium) is changed to the electrophoresis lane 3. It is possible to select specific particles at the same time by changing each electrode and changing the electrode shape for each lane 3 with the same solvent (electrophoresis medium). Yes, it is possible to efficiently select a plurality of particles. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize a dielectrophoresis chip and a dielectrophoresis apparatus that are compatible with a wide range of applications, and a dielectrophoresis system 85.
  • the migration electrode 6a is constituted by a transparent electrode such as ITO, and therefore, when the migration medium is observed as a sample, the migration electrode 6a is blocked by the migration electrode 6a. It is possible to observe from any direction above and below the electrophoresis lane 3 (on the lower substrate 1 side and the upper substrate 2 side). For this reason, the observation direction can be selected.
  • the migration lane wall 4 is formed on the lower substrate 1 on which the lower surface protective film 7 is formed, that is, on the lower surface protective film 7.
  • the form of the electrophoretic lane wall 4 in the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 when the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 are formed, that is, the above-described form is not limited thereto. Part or all of the overlapping region with the electrophoresis lane wall 4 (seal material) may be removed. By adopting such a structure, the lower surface protective film 7 and the upper surface protection are provided. Even when the adhesion between the membrane 8 and the sealing material is poor, sufficient adhesion can be obtained.
  • the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 are formed on the opposing surfaces of the lower substrate 1 and the upper substrate 2, respectively.
  • the configuration is described as an example.
  • the present embodiment is not limited to this, and the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 are not necessarily formed on the lower substrate 1 and the upper substrate 2.
  • the protective film (the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film) that covers the migration electrodes 6a on the opposing surfaces of the lower substrate 1 and the upper substrate 2, particularly on the migration electrodes 6a in the migration lane 3 By providing 8), it is possible to prevent the migrating particles from adsorbing to the migration electrode 6a. Therefore, depending on the type of the particles, it is desirable that the lower protective film 7 and the upper protective film 8 are formed on the lower substrate 1 and the upper substrate 2.
  • the migration lane wall 4 is formed on the lower substrate 1 as an example.
  • the migration lane wall 4 is not necessarily provided on the lower substrate 1. It may be formed on the upper substrate 2 which need not be formed on the upper substrate 2.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • 3 and the electrophoresis electrodes 6a overlap each other as an observation area, and the sample (electrophoresis medium) in the electrophoresis lane 3 only needs to be provided in the observation area.
  • the dielectrophoresis panel 10 only one of the lower substrate 1 and the upper substrate 2 is formed of a transparent substrate, and the electrophoresis lane 3 and the electrophoresis electrode 6a on the other substrate are formed.
  • An observation window (having an opening or a transparent region) may be provided in a region (observation region) where the (electrophoresis electrode array 6) overlaps, and may have a configuration.
  • the dielectrophoresis panel 10 is such that the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are transparent in the region (observation region) where the electrophoresis lane 3 and the migration electrode 6a (migration electrode array 6) overlap on both substrates. It is possible to have a structure that also has a non-transparent substrate (semi-transparent or opaque substrate) force provided with a region (one of which may be an opening!).
  • the transmission mode is very effective for observation using fluorescence and filtering.
  • the substrate sizes of the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are not particularly limited as long as they are appropriately set. Furthermore, the specific size made in the present embodiment is also only an example of the embodiment, and various changes can be made according to the analysis target. That is, the substrate size, electrode size (electrode width, electrode interval, electrode thickness, electrode length, etc.) of the lower substrate 1 and the upper substrate 2, the film thickness of the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8, the migration lane wall 4 Conditions such as layer thickness (height), lane width, and lane length are not particularly limited, and can be variously changed depending on the analysis target.
  • the case where the electrophoresis lanes 3 are formed in four rows in parallel has been described as an example.
  • the number of lanes in the electrophoresis lane 3 is appropriately set according to the number of measurement samples and the like. There is no particular limitation.
  • the case where the migration electrode 6a (migration electrode array 6) force is provided in the vertical direction with respect to each migration lane 3 is described as an example.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the same electrophoresis electrode 6a (electrophoresis electrode array 6) force is extended over a plurality of electrophoresis lanes 3.
  • the migration electrode 6a extends in a direction perpendicular to the migration lanes 3 as long as they act in common.
  • the observation regions in each swimming lane 3 are provided adjacent to each other. For this reason, it is preferable that the electrophoresis electrode 6a is provided in a direction perpendicular to the electrophoresis lanes 3.
  • a plurality of migration lanes 3 are provided on one substrate, and the migration electrode 6a (migration electrode array 6) force spans the plurality of migration lanes 3.
  • the force described by taking the dielectrophoresis panel 10 as an example is not limited to this embodiment. Only one electrophoresis lane 3 is provided on one substrate. You may have a structure. More specifically, the dielectrophoresis panel 10 according to the present embodiment has a configuration in which one electrophoresis lane 3 is provided on the lower substrate 1 in FIGS. Have it! /
  • a dielectrophoresis panel 10 in which an electrophoresis lane 3 is provided between the lower substrate 1 and the upper substrate 2 is taken as an example.
  • the present embodiment is not limited to this, it depends on the type of the sample (sample solution).
  • the upper surface of the electrophoresis lane 3 is not covered with the upper substrate 2.
  • the migration cell formed on the lower substrate 1 may be an electrophoresis tank composed of the migration lane wall 4 formed on the lower substrate 1. It may be a closed space formed by the substrate 2 and the electrophoresis lane wall 4.
  • the dielectrophoresis chip, the dielectrophoresis apparatus, and the dielectrophoresis system according to the present embodiment are used for bio-research microarrays such as separation and detection of specific cells, such as biomolecules and resin beads.
  • the present invention can be suitably used for a chemical analysis system that conveys the dielectric substance by dielectrophoretic force.
  • the dielectrophoresis chip, the dielectrophoresis apparatus, and the dielectrophoresis system according to the present embodiment are capable of observing and photographing with transmitted light as described above. It is very effective for observation.
  • the migration electrode 6a is formed of a so-called transparent electrode such as ITO, ITO ⁇ , and ⁇ has been described as an example.
  • the resistivity of transparent conductive materials such as ⁇ , ⁇ , and ⁇ is on the order of 10 2 ⁇ 'cm. This is two orders of magnitude larger than metal materials such as aluminum (Al, approximately 2.7 ⁇ 'cm) and gold (Au, approximately 2.5 ⁇ ' cm). Therefore, when the same shape electrode (wiring) is formed of a transparent conductive material and a metal material, the electrode formed of the transparent electrode material is relatively 1 to 2 in comparison with the electrode formed of the metal material. It becomes a digit high resistance.
  • the migration electrode 6a when the migration electrode 6a is formed of a transparent electrode material, as a result, the migration electrode 6a (the migration electrode array 6) becomes a high resistance wiring.
  • the driving voltage for dielectrophoresis is AC, but the driving conditions can range from several MHz to several tens of MHz. Under such high-frequency application conditions, there is a risk of attenuation or delay of the input voltage waveform depending on the time constant of the electrode wiring. Although it depends on the electrode conditions, if the attenuation or delay becomes significant, the error from the input drive voltage will increase, which may affect the dielectrophoretic behavior and, consequently, the experimental and analytical results. . Then, when a transparent conductive material having a high resistance is used for the migration electrode 6a (wiring), it is judged that the above-mentioned influence becomes relatively large.
  • the migration electrode 6a (migration electrode array 6) is partially formed of a transparent electrode!
  • a dielectrophoresis panel will be described as an example.
  • FIG. 6 is a plan view showing a schematic configuration of a dielectrophoresis panel according to the present embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view showing the schematic configuration near the observation region in one migration lane of the dielectrophoresis panel shown in FIG. More specifically, FIG. 7 shows a schematic configuration of the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another dielectrophoresis panel according to the present embodiment.
  • the upper substrate is indicated by a two-dot chain line.
  • the dielectrophoresis panel 10 that is useful in the present embodiment has each electrophoretic panel.
  • An observation area 9 for observing and imaging (transmission imaging) the sample (electrophoresis medium) in each electrophoresis lane 3 is provided at the part where the screen 3 and the electrophoresis electrode array 6 overlap.
  • the swimming electrode 6a in the observation region 9 is composed of a transparent electrode 6a. Further, a metal material (metal electrode 6a) is used for the swimming electrode 6a in a portion not overlapping with the observation region 9.
  • an electrode (electrode wiring) having a two-layer structure in which a metal electrode layer is partially formed on a transparent electrode layer is used as the migration electrode 6a.
  • the migration electrode 6a which is useful in the present embodiment, only the portion of the migration electrode 6a that overlaps the observation region 9 is composed of a single-layer electrode (single-layer wiring) of the transparent electrode 6a, and the other portions are transparent electrodes It consists of a two-layer electrode (two-layer wiring) of 6a and a metal electrode 6a.
  • the formation region of the migration electrode 6a, which is the transparent electrode 6a, is used as the observation region 9.
  • the material of the transparent electrode 6a for example, a transparent conductive material such as ITO, ⁇ , and ⁇ can be used. Among these transparent conductive materials, soot is preferably used.
  • the metal material a metal material such as aluminum (A1), titanium (Ti), molybdenum (Mo), platinum (Pt), gold (Au), or an alloy containing these metals is used. This comes out.
  • the migration electrode array 6 transparent electrode 6a and metal electrode 6a
  • Conditions such as electrode width, electrode interval, and electrode length (wiring length) are particularly limited.
  • the thickness of the electrophoresis electrode 6a transparent electrode 6a and metal electrode 6a
  • the electrode material in each electrode layer are also included.
  • the electrode length of the single-layer wiring portion of the transparent electrode 6a in the migration electrode array 6 is not particularly limited, and the lane width of the migration lane 3 and the resistivity of the migration electrode 6a (migration electrode array 6) What is necessary is just to set suitably according to etc.
  • the electrode formed of the transparent electrode material has a relatively high resistance compared to the electrode formed of the metal material.
  • the overlapping region of the migration lane wall 4 in FIG. 6 has a two-layer structure of the transparent electrode 6a and the metal electrode 6a.
  • the electrode 6a has a single-layer structure of the transparent electrode 6a in a part of the migration lane 3.
  • an ITO film is formed on the lower substrate 1 by sputtering vapor deposition or the like, and then patterned into an electrode shape using photolithography.
  • transparent electrodes 6a are formed on the lower substrate 1 on the lower substrate 1 on the lower substrate 1.
  • a metal film is formed on the lower substrate 1 on which the transparent electrodes 6a ... are formed using a metal material by sputtering or the like, and the metal film is formed using photolithography.
  • a wiring portion that patterns the electrode shape and overlaps the observation region 9 in the patterned metal film (in this embodiment, a part of the electrophoresis lane 3, more specifically, the electrophoresis lane). The pattern of the wiring part overlapping the part between the application areas of the sealing material that constitutes the wall 4 is removed.
  • the portion where the migration electrode 6a (the migration electrode array 6) overlaps the observation region 9 is an ITO single layer wiring, and the other portion is a metal electrode such as Au 6a a transparent electrode 6a such as ZITO.
  • the method for forming portions other than the migration electrode array 6 is basically the same as in the first embodiment. Also in the present embodiment, simultaneously with the formation of the migration electrode 6a, the mounting / connection portion 6b is pattern-formed at the end of the migration electrode 6a as a mounting terminal.
  • the portion of the electrophoresis electrode array 6 that overlaps the observation region 9 provided in the electrophoresis lane 3 as described above is configured by the transparent electrode 6a such as ITO, and the rest.
  • the transparent electrode 6a such as ITO
  • the part By configuring the part with a metal electrode 6a such as Au having a lower resistance than the transparent electrode 6a, the sample ( Observation from both the top and bottom of the electrophoresis lane 3 (above the lower substrate 1 side and the upper substrate 2 side) without being obstructed by the electrophoresis electrode 6a (the electrophoresis electrode array 6)
  • the resistance of the entire migration electrode array 6 is compared with the case where a migration electrode array having the same shape (same pattern) as the migration electrode array 6 and having a transparent electrode force such as ITO is used.
  • the observation conditions for optical observation are not limited, and it is possible to reduce the delay of the input voltage (electrophoresis control input voltage), and the measurement is easy to use.
  • the migration electrode array 6 is composed of a transparent electrode 6a such as ITO in the portion overlapping the observation region 9, and the other portion has a lower resistance than the transparent electrode 6a.
  • the force of the metal electrode 6a such as Au is not limited to this.
  • the electrophoresis electrode array 6 is formed of a transparent electrode in a region where the electrophoresis electrode array 6 overlaps the observation region 9.
  • the migration electrode array 6 includes a portion formed by the transparent electrode 6a in a region where the migration electrode array 6 overlaps the observation region 9 (that is, a portion consisting only of the transparent electrode 6a), The portion where the metal electrode 6a is provided (that is, the metal electrode 6a
  • the migration electrode array 6 has a configuration in which the metal electrode 6a is formed (laminated) in a part of the region where the migration electrode array 6 does not overlap the observation region 9 with respect to the transparent electrode 6a. And you can! /
  • the migration electrode array 6 is formed by forming at least a part of the migration electrode array 6 with the transparent electrode 6a in the region where the migration electrode array 6 overlaps the observation region 9 (that is, the transparent electrode 6a A non-transparent (semi-transparent or opaque) conductive material (low resistance conductive material) force other than metal in part of the observation region 9 or part of the non-observation region.
  • the electrode may be provided and may have a configuration.
  • the third electrode is used in combination with the metal electrode 6a, which may be provided instead of the metal electrode 6a.
  • the third electrode is provided in the same layer as the metal electrode 6a.
  • the migration electrode 6a By forming a laminated structure on the metal electrode 6a, the migration electrode 6a As a configuration with a multilayer structure of three or more layers.
  • the electrophoresis panel 10 includes, for example, only one of the lower substrate 1 and the upper substrate 2 formed of a transparent electrode, and the electrophoresis lane on the other substrate.
  • the observation window (opening or transparent region) may be provided in a region (observation region 9) where 3 and the migration electrode 6a (migration electrode array 6) overlap.
  • the dielectrophoresis panel 10 includes the lower substrate 1 and the upper substrate 2 in a region (observation region 9) where the electrophoresis lane 3 and the electrophoresis electrode 6a (electrophoresis electrode array 6) overlap on both substrates. It is also possible to have a structure that also has a force of a non-transparent substrate (semi-transparent or opaque substrate) provided with a transparent region (any one may be an opening).
  • the migration electrode 6a (the migration electrode array 6) in the observation region 9 (the region where the migration electrode array 6 overlaps the observation region 9) is used as a transparent electrode.
  • the structure is described as an example. However, according to the present embodiment, for example, as shown in FIG.
  • the non-transparent electrode A dielectrophoresis panel 10 capable of using an epi-illumination mode for observing and projecting reflected (epi-illumination) light from the (metal electrode) can be provided. As a result, the observation conditions can be relaxed, and more complex dielectrophoretic behavior can be observed.
  • the non-transparent electrode reflection (epi-illumination) electrode
  • the non-transparent electrode reflection (epi-illumination) electrode
  • a dielectrophoresis panel 10 that can perform various types of observations and can analyze two types of angles.
  • the migration electrode array 6 (migration electrode 6a) includes a portion made of the transparent electrode 6a and a portion provided with the metal electrode 6a.
  • the resistance of the entire migration electrode array 6 can be reduced as compared with the case where the migration electrode array 6 is formed of only the transparent electrode 6a, and the parasitic capacitance between the electrodes can be reduced. Therefore, as described above, it is possible to provide the dielectrophoresis panel 10 that can use any of the transmission mode and the epi-illumination mode using the translucent Z-illumination of light on the electrode surface as described above.
  • the transparent electrode with respect to the portion where the metal electrode 6a is provided (the reflection region 9b).
  • the ratio (9aZ9b) of the portion (transparent region 9a) that also has 6a force is not particularly limited.
  • the lower limit is 1Z3, that is, lZ3 ⁇ 9aZ9b (that is, the ratio of the transparent area 9a in the observation area 9 is 1Z4 or more).
  • L / 3 ⁇ 9a / 9b It is more preferable that l ⁇ 9aZ9b (that is, the ratio of the transparent region 9a in the observation region 9 is 1Z2 or more).
  • the transmission electrode Za (electrophoresis electrode array) is used as the dielectrophoresis panel 10 of the transmission mode Z epi-illumination mode type using light transmission Z epi-illumination on the electrode surface.
  • the case where part of 6) is formed with a transparent electrode has been described as an example, but the present embodiment is not limited to this.
  • either one of the lower substrate 1 and the upper substrate 2 is used as the migration lane 3 and the migration electrode 6a (migration electrode array) on the substrate.
  • 6) is formed with a non-transparent substrate having a transparent region in a part of the region (observation region 9) that overlaps, and the other substrate is a transparent substrate, or the electrophoresis lane 3 and the electrophoresis electrode 6a (the electrophoresis electrode).
  • the observation window appears in the area (observation area 9) where the array 6) overlaps.
  • the transmission mode Z epi-illumination mode dielectrophoresis panel 10 can also be provided by forming it with a non-transparent substrate having a region.
  • the present embodiment will be described mainly based on FIG. In the present embodiment, the differences from the first and second embodiments will be mainly described, and the components having the same functions as the components used in the first and second embodiments are described. The same number is assigned and its description is omitted.
  • FIG. 10 is a plan view showing a schematic configuration of the dielectrophoresis panel according to the present embodiment.
  • the upper substrate is indicated by a two-dot chain line.
  • LZS is 30 m for both
  • the migration electrode array 6 has a stripe structure in which the swimming electrodes 6a constituting the migration electrode array 6 are provided in parallel with each other in a stripe shape.
  • the electrode width and electrode interval of the migration electrode 6a are the regions where the migration electrode 6a (migration electrode array 6) overlaps the migration lane 3. And other areas are different. Therefore, in the present embodiment, the electrode shape of the swimming electrode 6a is different between the region where the migration electrode 6a (the migration electrode array 6) overlaps the migration lane 3 and the other regions. .
  • a plurality of frame-like migration lane walls 21 provided independently of each other are provided with a space between each other, thereby providing a plurality of migration lanes 3 provided in parallel and spaced apart from each other.
  • the electrode width and the electrode spacing of the electrophoresis electrode 6a are different between the inside of the electrophoresis lane 3 (inside the frame) and the region between the electrophoresis lanes (gap 22), that is, outside the electrophoresis lane 3 (outside the frame).
  • An electrophoresis electrode array 6 is provided in
  • the electrophoresis electrode 6a in the electrophoresis lane 3 in the region where the electrophoresis electrode array 6 used as the observation region 9 is overlapped with the electrophoresis lane 3 is For example, it is formed with an electrode width (L) of 10 ⁇ m and electrode spacing (S) of 10 m (electrode pitch 20 ⁇ m), while other regions, that is, regions not related to electrophoresis (that is, electrophoresis)
  • Electrophoresis electrode 6a (outside lane 3) has an electrode width of 30 m (L) and a maximum electrode interval of 30 m (that is, an electrode interval of 30 m at the center between adjacent lanes 3 and 3 at the center.
  • the electrode pitch is 60 ⁇ m.
  • the narrow pitch required only for the swimming electrode 6a group that is, the electrophoresis electrode 6a group in the observation region 9) in the electrophoresis lane 3 necessary for observation of the electrophoresis phenomenon.
  • Wiring is used, and the other area of the migration electrode 6a group (the migration electrode 6a group with a gap of 22mm) that is unrelated to the migration phenomenon is wide-pitch wiring.
  • the resistance of the entire migration electrode array 6 can be reduced, the parasitic capacitance can be reduced, and the attenuation and delay of the input AC voltage can be suppressed.
  • the wiring shape described above is only an example, and the present invention is not limited to this.
  • the migration electrode 6a is not limited to the transparent electrode, but can be in various forms as described above.
  • the migration electrode 6a has, for example, a laminated structure of a transparent electrode 6a and a metal electrode 6a.
  • observation and photographing in the transmission mode can be performed as described above, and the resistance of the entire migration electrode array 6 can be further reduced and the parasitic capacitance can be reduced.
  • the present embodiment will be described mainly based on FIG. In the present embodiment, differences from the first to third embodiments will be mainly described, and components having the same functions as the components used in the first to third embodiments will be described. Use the same number and The description of is omitted.
  • FIG. 11 is a plan view showing a schematic configuration of a migration panel that works on the present embodiment.
  • the upper substrate is indicated by a two-dot chain line.
  • the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG. 11 has different electrode widths and electrode intervals (electrode pitches) of the migration electrodes 6a in each of the three migration lanes 3 provided in parallel and separated from each other! / ⁇ This is different from the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG. In the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG. 11, the electrode width and the electrode interval of the electrophoresis electrodes 6a are so large that the electrophoresis lane 3 on the side farther from the mounting / connecting part 6b provided at the end of the lower substrate 1 is larger.
  • the electrophoresis electrode array 6 is provided.
  • the electrophoresis electrode array 6 shown in FIG. 11 has an electrode width of 10 m, for example, in an order overlapping from the electrophoresis lane 3 on the mounting / connecting portion 6b side in the region overlapping with each electrophoresis lane 3.
  • Electrode part PI consisting of electrophoretic electrode 6a group with electrode spacing 10 m (electrode pitch 20 ⁇ m), and electrode part PI2 consisting of electrophoretic electrode 6a group with electrode width 20 ⁇ m and electrode spacing 20 m (electrode pitch 40 ⁇ m)
  • Electrode part P3 consisting of a group of electrophoretic electrodes 6a with electrode width 30 ⁇ m and electrode spacing 30 m (electrode pitch 60 ⁇ m)
  • a total of three different strip-shaped electrode parts P1, P2, P3 It has a configuration.
  • the migration electrode 6a between the electrode parts P1 and ⁇ 2 has, for example, an electrode width of 30 ⁇ m, an electrode interval at the end of the electrode part P1 of 10 ⁇ m (electrode pitch 20 ⁇ m), and the electrode parts
  • the electrode interval is 20 ⁇ m (electrode pitch 40 ⁇ m) at the P2 side end, and the electrode interval is determined by the array width of the migration electrode array 6 (both ends on both sides of the migration electrode array 6).
  • the electrode is formed so as to change linearly according to the electrode width between the electrodes 6a and 6a.
  • the migration electrode 6a between the electrode parts ⁇ 2 and ⁇ 3 has an electrode width of 30 / ⁇ ⁇ , an electrode interval of 20 ⁇ m (electrode pitch 40 ⁇ m) at the end of the electrode part ⁇ 2, and an end of the electrode part P3 side.
  • the electrode spacing is 30 m (electrode pitch 60 m), and the electrode spacing is determined by the array width of the migration electrode array 6 (the swimming electrodes 6a at both ends of the migration electrode array 6). ⁇ It is formed to change linearly according to the electrode width between 6a!
  • the electrode shape (or electrode width, electrode interval) of the migration electrode array 6 for each migration lane 3 by changing the electrode shape (or electrode width, electrode interval) of the migration electrode array 6 for each migration lane 3, a plurality of specific particles can be simultaneously used. Can be selected and identified, and multiple particles can be sorted efficiently.
  • FIGS. 12 (a) to (e) This embodiment will be described mainly based on FIGS. 12 (a) to (e).
  • differences from the first to third embodiments will be mainly described, and components having the same functions as those used in the first to third embodiments are described. The same number is assigned and its description is omitted.
  • Fig. 12 (a) is a plan view showing a schematic configuration of the dielectrophoresis panel 10 according to the present embodiment, and Figs. 12 (b) to 12 (e) are shown in Fig. 12 (a).
  • 4 is a plan view schematically showing the shape of the electrophoresis electrode 6a in each electrophoresis lane 3 of the dielectrophoresis panel 10.
  • FIG. 12 (a) for convenience of illustration, the upper substrate is indicated by a two-dot chain line.
  • the dielectrophoresis panel 10 includes four electrophoretic lanes 3 arranged in parallel in the dielectrophoresis panel 10 shown in the first embodiment.
  • the shape of the electrophoresis electrode 6a (the electrophoresis electrode array 6) is different! /.
  • the electrophoresis electrode array 6 has a wiring width as shown in Fig. 12 (b). It has a structure (stripe-type electrode structure) in which linear migration electrodes 6a of 30 / zm are provided in stripes.
  • the migration electrode array 6 has a structure in which linear migration electrodes 6a having a wiring width of 45 m are provided in a stripe pattern as shown in FIG. 12 (c). (Striped electrode structure).
  • the electrophoresis electrode array 6 is formed in a mountain-shaped (sawtooth) with a wiring width of 30 m, as shown in FIG. A plurality of electrophoretic electrodes 6a arranged in parallel at equal intervals.
  • the migration electrode array 6 has a wave width of 30 m as shown in FIG. A plurality of type migration electrodes 6a are arranged in parallel at equal intervals. The electrode spacing (electrode pitch) of each of the migration electrodes 6a is 60 ⁇ m.
  • the dielectrophoresis behavior is driven using the same sample (electrophoresis medium) and the same control voltage. Even in this case, it varies depending on the state of the electric field in the sample (electrophoresis medium) depending on the wiring, that is, the shape of the electrophoretic electrode 6a (electrophoretic electrode array 6).
  • the shape, electrode width, and electrode interval of the migration electrode 6a are small.
  • a dielectrophoresis panel in which one condition is different for each lane 3 has been described as an example.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the dielectrophoresis panel 10 useful for the present embodiment has a predetermined gap 22 (between the electrophoresis lanes) between the electrophoresis lanes 3 and 3 adjacent to each other.
  • the gap 22 and the migration lane 3 have a configuration in which at least one of the shape, electrode width, and electrode spacing of the migration electrode 6a (migration electrode array 6) is different. You may do it.
  • the electrode shape of the migration electrode array 6 in the migration lanes 3A.3B.3C is not a stripe shape! /
  • the electrode shape of the migration electrode array 6 in the gap portion 22 is a stripe structure, By shortening the wiring length, it is possible to suppress an increase in wiring resistance.
  • FIG. 13 is a plan view showing a schematic configuration of the dielectrophoresis panel 10 according to the present embodiment. Also in FIG. 13, for convenience of illustration, the upper substrate is indicated by a two-dot chain line.
  • the dielectrophoresis panel 10 has mounting 'connection portions 6b at both ends of the electrophoresis electrode array 6, and these mounting'connection portions 6b' 6b Each has a configuration in which FPC 17 is mounted.
  • FPC 17 FPC 17
  • the FPCs 17 are each connected to the control board 50 (drive control unit, control device).
  • the dielectrophoresis panel 10 according to the present embodiment has the same drive AC voltage from the FPC 17 at both ends of the electrophoretic electrode array 6 to each electrophoretic electrode 6a during the dielectrophoresis test. Input at the same time.
  • the drive voltage is input from both ends of the migration electrode 6a, so that the drive voltage is also input only to one side force of the migration electrode 6a. It is possible to further suppress the effects of input voltage signal attenuation and delay due to wiring resistance and parasitic capacitance.
  • Embodiments 1 to 6 will be mainly described, and components having the same functions as those used in Embodiments 1 to 6 are described. Are given the same number and their explanation is omitted.
  • a method of injecting a sample solution (electrophoresis medium) as a sample into each electrophoresis lane 3 in the dielectrophoresis panel 10 will be mainly described.
  • Patent Document 6 describes a microchip that is not a system for dielectrophoresis but has an inlet formed above the microphone channel of the flow path chip.
  • injection / discharge hole 5 As a method for forming the injection / discharge hole 5, as shown in the first embodiment, there are methods such as drilling, blasting and etching.
  • protective layers are formed on the upper and lower substrates on the inner surface of the dielectrophoresis panel.
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are provided with a protective film (protective layer) that covers, for example, the migration electrode array 6, like the lower protective film 7 and the upper protective film 8.
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are subjected to a surface treatment such as hydrophilicity / water repellent treatment according to the sample to be injected into the electrophoresis lane 3.
  • the surface treatment agent may enter the injection port and contaminate the opening. If the surface treatment agent solidifies in the opening, it will cause an error in the opening diameter, and will cause problems such as poor connection and generation of dust when a connector is inserted.
  • FIG. 14 is a plan view showing a schematic configuration of the dielectrophoresis panel 10 according to the present embodiment
  • FIG. 15 is a cross-sectional view taken along line E-E of the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG. It is an exploded view.
  • the upper substrate is indicated by a two-dot chain line.
  • the dielectrophoresis panel 10 replaces the injection 'discharge hole 5 according to the first embodiment as an opening for injection / discharge of the sample.
  • an injection / discharge port 31 (opening, injection port) formed by the electrophoresis lane wall 4 Is provided.
  • the injection and discharge ports 31 are provided at both ends of the electrophoresis lane 3, respectively.
  • the inlet / outlet holes 5 have a diameter of about 2 mm and a height of about 40 m (equal to the gap of the panel cavity). Also in this embodiment, as in the first embodiment, the lane width (interval between partition walls 4a'4a) of each swimming lane 3 is about 1 cm and the lane length is about 6 cm. The width of 4 is set to about 2mm. In addition, a glass spacer having a particle diameter of 40 m is mixed in the sealing material used for forming the migration lane wall 4 so that the thickness of the migration lane 3 (height of the migration lane wall 4) is uniform. . Note that structures other than those described above are formed in the same manner as in the first embodiment.
  • the migration lane wall 4 is opened in each migration lane 3 by a partial force of a frame body (outer edge portion) that separates the separation lanes 3.
  • a frame body outer edge portion
  • the opening 4b as an injection and discharge port 31 extending from the opening 4b to the end of the dielectrophoresis panel 10 along the extending direction of the swimming lane 3. It has a configuration in which a flow path (passage) composed of the electrophoresis lane wall extension 4c (migration lane wall 4) is provided.
  • a transparent substrate of about 10 cm ⁇ 10 cm is used for the lower substrate 1 and the upper substrate 2. Therefore, the length of the inlet / outlet 31 (the length of the flow path (extended portion)) is about 2 cm.
  • each end side of the portion where the injection / discharge port 31 is formed on the opposing surface and the surface of the upper substrate 2 facing the lower substrate 1 is subjected to chamfering processing with chamfered corners.
  • a liquid feeding tube 13 having an outer diameter larger than the diameter of the injection 'discharge port 31 is connected (pressed contact) to the above injection' discharge port 31, thereby injecting the sample. Discharge is possible.
  • the inner end la 2a of the injection 'discharge port 31 is chamfered so that when the injection' discharge port 31 and the liquid feeding tube 13 are connected, both of them are connected.
  • the contact area is increased and the adhesion between the two is improved.
  • the liquid feeding tube 13 is made of a deformable material (for example, a flexible material) such as silicone resin from the viewpoint of adhesion between the injection / discharge port 31 and the liquid feeding tube 13. It is desirable that the material is preferably made of an elastic material.
  • a force that uses a tube made of silicone resin having an outer diameter of about 3 mm and an inner diameter of about 1 mm is not limited to this. Absent.
  • the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 are end portions of the injection / discharge ports 31 (that is, the chamfering process is performed).
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are formed on the inner side of the inner end portion la ′ 2a), that is, the lower end protective film 7 and the upper surface are formed at the end portion of the injection / discharge port 31. It is desirable that the protective film 8 be formed.
  • sample injection method sample solution feeding method
  • the liquid feeding tube 13 having an outer diameter larger than the diameter of the injection 'discharge port 31 is connected (pressed contact) to the injection' discharge port 31.
  • the method of feeding the sample solution to the injection / discharge port 31 has been described, the present embodiment is not limited to this, and the liquid supply tube 13 fitted to the injection / discharge port 31 (for example, the above-described one)
  • the liquid feeding may be performed using a liquid feeding tube 13) having an outer diameter smaller than the diameter of the inlet / outlet port 31.
  • the liquid feeding tube 13 may be provided separately from the dielectrophoresis panel 10 as described above, and may be connected to the dielectrophoresis panel 10 only when a sample (sample solution) is injected.
  • the dielectrophoresis panel 10 may have a configuration fixed in advance.
  • the dielectrophoresis panel 10 that works in the present embodiment includes the liquid feeding tube 13 as injection means for feeding (injecting) a sample to the dielectrophoresis panel 10.
  • the dielectrophoresis apparatus 70 or the dielectrophoresis system 85 may serve as an injection means (injection apparatus) for supplying (injecting) a sample to the dielectrophoresis panel 10, and the liquid supply tube 13 or You may have the structure provided with the sample injection apparatus provided with the said liquid feeding tube 13.
  • the opening (injection / discharge port 31) for feeding the sample into and out of the electrophoresis lane 3 is provided on the side surface of the dielectrophoresis panel 10 so that the swimming is performed. It is possible to prevent impurities from entering the dynamic lane 3 and suppress the occurrence of defects in the liquid feeding system.
  • the injection 'discharge port 31 is inevitably formed on the side surface of the dielectrophoresis panel 10 due to the pattern of the migration lane wall 4, so the injection' discharge port 31 is formed. In order to do so, no additional materials or processes are required. Therefore, according to the above configuration, the dielectrophoresis panel 10 is compared with a method of providing an opening (injection 'discharge hole 5) on the dielectrophoresis panel 10 (for example, on the upper substrate 2) by a drill or the like. It is possible to relatively suppress the occurrence rate of defects. This suppression effect becomes more prominent as the number of migration lanes 3 increases.
  • the dielectrophoresis panel 10 is provided with an injection / discharge port with a drill or the like.
  • the dielectrophoresis panel 10 can be formed more efficiently than the case where it is provided, and is more preferable from the viewpoint of use.
  • Embodiments 1 to 7 differ from Embodiments 1 to 7, and components having the same functions as those used in Embodiments 1 to 7 are described. Are given the same number and their explanation is omitted.
  • the injection and discharge port 31 in the dielectrophoresis panel 10 is used as a sample for other methods for feeding a sample solution (electrophoresis medium). explain.
  • FIG. 16 is a plan view showing a schematic configuration of the dielectrophoresis panel 10 according to the present embodiment
  • FIG. 17 is a cross-sectional view taken along the line FF of the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG. FIG.
  • the dielectrophoresis panel 10 is similar to the embodiment 6 in that the lane walls 4a and 4a connecting the lanes 4a and 4a separating the lanes 3 and 4 are separated.
  • a part of the outer edge portion (frame body) of each has an opening 4b opened at both ends of each electrophoresis lane 3 (both ends in the longitudinal direction of each electrophoresis lane 3).
  • 31 was extended from the opening 4b to the end of the electrophoresis panel 10 (end of the lower substrate 1) along the extending direction of the electrophoresis lane 3 (longitudinal direction of each electrophoresis lane 3).
  • it has a configuration in which a flow path (passage) composed of the migration lane wall extending portion 4c (migration lane wall 4) is provided.
  • the dielectrophoresis panel 10 which is effective in the present embodiment is also opened at both ends of the electrophoresis lane 3 so as to face the side surfaces of the dielectrophoresis panel 10 as in the sixth embodiment.
  • the inlet / outlet port 31 (electrophoresis lane wall extending portion 4c) is provided and has a structure.
  • the lane width (interval between the partition walls 4a'4a) of each electrophoresis lane 3 is about 1 cm
  • the lane length is about 6 cm
  • the inlet / outlet hole 5 has a diameter of about 2 mm and a height of about 40 m (equal to the gap of the panel cavity).
  • the length of the injection / discharge port 31 (length of each lane wall extending portion 4c) is about 2 cm.
  • the substrate length of the upper substrate 2 in the extending direction of the electrophoresis lanes 3 It is formed so as to be shorter than the substrate length of the lower substrate 1 in the extending direction of the dynamic lane 3.
  • the side wall of the injection / discharge hole 5, that is, the swimming lane wall extending portion 4c (the migration lane wall 4) is provided so as to protrude outward from the end portion of the upper substrate 2. It has the structure which was made.
  • the substrate length of the upper substrate 2 in the extending direction of each migration lane 3 is about 4 mm shorter than the substrate length of the lower substrate 1 in the extending direction of each migration lane 3.
  • the lower substrate 1 protrudes from the upper substrate 2 by about 2 mm at each end in the extending direction of the electrophoresis lanes 3.
  • the dielectrophoresis panel 10 which is effective in the present embodiment includes the inner end portion la 2a of the injection and discharge ports 31 in the lower substrate 1 and the upper substrate 2. Only the inner end portion 2a has a configuration in which a chamfering process in which a force corner portion is chamfered is performed. That is, the dielectrophoresis panel 10 according to the present embodiment includes the upper substrate out of the opposed surface of the lower substrate 1 facing the upper substrate 2 and the opposed surface of the upper substrate 2 facing the lower substrate 1. Only the surface of the substrate 2 facing the lower substrate 1 has a structure in which chamfering treatment is performed on the end of the injection / discharge port 31 forming portion.
  • the dielectrophoresis panel 10 which is effective in the present embodiment has a configuration in which a liquid delivery connector 15 is connected to the injection / discharge port 31.
  • the liquid supply connector 15 is formed of a deformable material such as silicone resin. As shown in FIG. 17, the liquid feeding connector 15 sandwiches the ends of the dielectric swimming panel 10, that is, the ends of the lower substrate 1 and the upper substrate 2, so that the injection / discharge port 31 Connected.
  • the liquid feeding connector 15 has a plurality of U-shaped openings 15a into which the injection / discharge port 31 (electrophoresis lane wall extending portion 4c) is inserted and fitted on one side surface. ing.
  • Each electrophoresis lane 3 is structurally separated inside the liquid delivery connector 15 by inserting the injection / discharge port 31 (electrophoresis lane wall extending portion 4c) into the opening 15a.
  • the top wall (upper wall) of the liquid delivery connector 15 corresponds to the injection 'discharge port 31 and corresponds to the injection' discharge port 31 (injection 'discharge hole 16 (injection' discharge portion, opening)). Part).
  • the inner diameter of the injection / discharge port 31 is set to about 2 mm.
  • the liquid feeding connector 15 is configured so that the lower surface 1 of the lower substrate 1 at the inlet / outlet 31 is in contact with the inner wall of the opening 15a and the inlet / outlet 16 is in the plan view in the lower base. It is formed so as to be positioned above the portion where the plate 1 and the migration lane wall extending portion 4c on the lower substrate 1 are exposed (that is, the portion where the upper substrate 2 is provided).
  • the sample is injected into each electrophoresis lane 3 via the injection / discharge port 31 (liquid feeding). I am able to do it.
  • the liquid feeding connector 15 is appropriately designed according to the number of electrophoresis lanes 3.
  • the liquid feeding connector 15 may be detachably provided on the dielectric swimming panel 10 which may be fixed to the dielectrophoresis panel 10 in advance. In the latter case, the liquid feeding connector 15 can be reused for the dielectrophoresis panel 10 of the same design.
  • the dielectrophoresis panel 10 includes the liquid feeding connector 15 as injection means for feeding (injecting) a sample to the dielectrophoresis panel 10.
  • the dielectrophoresis device 70 or the dielectrophoresis system 85 may serve as an injecting means (injection device) for injecting (injecting) a sample into the electrophoretic panel 10 as the liquid feeding connector 15 or You may have the structure provided with the sample injection device provided with the said liquid feeding connector 15.
  • an opening (injection / discharge port 31) for feeding the sample into and out of the electrophoresis lane 3 is provided on the side surface of the dielectrophoresis panel 10 so that the electrophoresis lane It is possible to prevent impurities from entering 3 and suppress the occurrence of defects in the liquid feeding system.
  • the injection 'discharge port 31 is inevitably formed on the side surface of the dielectrophoresis panel 10 due to the pattern of the migration lane wall 4, so that the injection' discharge port 31 is formed. No additional materials or processes are required. Therefore, according to the above configuration, the dielectrophoresis panel 10 is compared with a method of providing an opening (injection 'discharge hole 5) on the dielectrophoresis panel 10 (for example, on the upper substrate 2) with a drill or the like. It is possible to relatively reduce the defect occurrence rate. This suppression effect becomes more prominent as the number of migration lanes 3 increases. Yo Therefore, according to the above configuration, the dielectrophoresis panel 10 can be formed more efficiently than the case where the dielectrophoresis panel 10 is provided with an injection / discharge rod with a drill or the like. It is more preferable from the above viewpoint.
  • the lower substrate 1 is configured to protrude by about 2 mm from the upper substrate 2 at each end in the extending direction of the electrophoresis lanes 3, and the implantation is performed. 'By setting the inner diameter of the discharge port 31 to about 2 mm, as shown in FIG. 17, the bottom surface 1 lb of the lower substrate 1 is in contact with the inner wall of the opening 15a.
  • An example has been described in which the configuration is located at the two end portions of the upper substrate and the one end portion of the lower substrate.
  • this embodiment is not limited to this, and the lower substrate 1 end face lb is in contact with the inner wall of the opening 15a, and the edge of the injection / discharge hole 16 is If both are formed so as to be located in the exposed region of the lower substrate 1, the inner diameter of the injection hole 16 need not be the same as the protruding length of the lower substrate 1.
  • the inner diameter of the discharge hole 16 may be formed so as to be smaller than the protruding length of the lower substrate 1.
  • the inner diameter of the injection and discharge holes 16 and the protruding length of the lower substrate 1 are not limited to the above lengths, and can be appropriately set so that the sample can be smoothly injected and discharged. Is possible.
  • the method of injecting (feeding) the sample in the dielectrophoresis panel 10 having the injection 'discharge port on the side surface (electrophoresis array cross section) of the dielectrophoresis panel 10 is not limited to the above method! / ⁇ .
  • the above method is an example of the method of injecting (feeding) the sample in the dielectrophoresis panel 10.
  • various forms of injection (liquid feeding) The method is adaptable.
  • the dielectrophoresis panel 10 has a configuration in which the electrode example (electrophoresis electrode array 6) is arranged on one side (that is, only one side) of the electrophoresis lane 3. This was explained using an example.
  • the electrophoretic particles migrating by the dielectrophoresis have a small shape, size, and dielectric constant.
  • the ideal behavior may not be achieved due to various factors such as solvent viscosity resistance.
  • the force is also applied to the dielectric material in the electrophoresis lane, that is, from the electrode array provided on both sides of the electrophoresis lane with the sample containing the dielectric substance (sample layer) sandwiched between the electrophoresis lanes.
  • the electric field exerted on the dielectric substance is stronger than when the electric field is applied only from one side of the sample (sample layer). Therefore, when the electric field is applied from both sides of the sample (sample layer), the driving voltage is not increased as compared to the case where the electric field is applied only from one side of the sample (sample layer).
  • the electrophoretic force of the dielectric substance can be increased.
  • each of the electrodes in each electrode row (hereinafter referred to as the first electrode row and the second electrode row) to which the electric field is applied from both sides of the sample (sample layer) is also used.
  • the electric field is applied from both sides of the sample (sample layer)
  • the electric field is applied only from one side (one surface) of the sample (sample layer) (that is, only one electrode row is used).
  • the dielectrophoresis chip that can control the dielectrophoretic behavior of the dielectric substance more efficiently than the conventional one, and can obtain a stable dielectrophoretic behavior.
  • a dielectrophoresis apparatus and a dielectrophoresis system will be described.
  • Embodiments 1 to 8 will be described below with reference to FIGS. In this embodiment, differences from Embodiments 1 to 8 will be mainly described, and components having the same functions as those used in Embodiments 1 to 8 are used. Are given the same numbers and their explanation is omitted.
  • FIG. 18 is a plan view of a dielectrophoresis panel that works with the present embodiment as viewed from the upper substrate side.
  • 19 is a cross-sectional view of the dielectrophoresis panel shown in FIG. 18 taken along line ⁇ ′-A
  • FIG. 20 is a cross-sectional view of the dielectrophoresis panel shown in FIG. 18 taken along line B′-B ′.
  • FIG. 21 is a schematic configuration diagram of a dielectrophoresis system according to the present embodiment provided with the dielectrophoresis panel shown in FIG.
  • the upper substrate is indicated by a two-dot chain line.
  • the dielectrophoresis panel 10 (dielectrophoresis chip, electrophoresis array) that works with the present embodiment is also similar to the first to eighth embodiments.
  • the (first substrate) and the upper substrate 2 (second substrate) are arranged opposite to each other via an electrophoresis lane 3 (flow path, cell) having an electrophoresis space.
  • the electrophoresis lane 3 includes the lower substrate 1 and the upper substrate 2 provided with a predetermined space (electrophoresis space) constituting the electrophoresis lane 3 between the two substrates. It is formed by bonding and fixing with a seal material (adhesive). That is, this form In the dielectrophoresis panel 10, which is effective in the state, the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are separated from each other by a spacing layer 43 (seal) formed by the sealing material that constitutes the migration lane 3 side wall (migration lane wall). A material layer).
  • an injection 'discharge hole 5 (opening portion, injection port) for injecting and discharging a sample (electrophoresis medium) containing an object to be observed (dielectric substance) such as a sample solution. ) Is formed.
  • a transparent substrate such as glass, quartz, or plastic can be preferably used.
  • transparent substrates for example, transparent substrates of about 10 cm ⁇ 10 cm are used.
  • a plurality of electrodes are provided as the electrophoresis electrode array 41 A (migrating electrode wiring, first electrode array).
  • first electrode 41 is provided (first electrode row, comb electrode).
  • Electrodes electrode wiring, second electrode array is provided with an electrode array (second electrode array, comb-shaped electrode) composed of a plurality of electrodes (electrophoresis electrode: hereinafter referred to as “second electrode”) 42.
  • the migration electrode array 41A and the migration electrode array 42A form an electric field based on an AC voltage between the first electrodes 41 ⁇ 41 and between the second electrodes 42 ⁇ 42, respectively, so that the swimming lane An electric field is applied to each of the samples injected into 3. That is, in the dielectrophoresis panel 10 according to the present embodiment, the electrophoretic electrode array 41 and the electrophoretic electrode array 42A are electric fields substantially parallel to the lower substrate 1 and the upper substrate 2, respectively, in other words. For example, an electric field (lateral electric field) substantially parallel to the lane surface of the electrophoresis lane 3 is applied to each sample injected into the electrophoresis lane 3.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 are overlapped with each other in a plan view through the electrophoresis lane 3 (that is, in plan view). They are placed opposite each other so as to overlap each other. Further, the first electrode 41... And the second electrode 42... Are provided so as to intersect with the electrophoresis lane 3 (orthogonal in the present embodiment).
  • At least one of the first electrode 41 and the second electrode 42 is composed of a dielectric layer. Area that receives power, specifically, at least a part of the area (observation area) where the electrophoresis lane 3 overlaps the first electrode 41 and the second electrode 42 (electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ). It is hoped that is made up of transparent electrodes.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 are, for example, ⁇ (Indium Tin Oxide), ZnO (Zinc Oxide), IZO (Indium Palladium). It is made of a transparent conductive oxide film (transparent electrode) such as Indium Zinc Oxide.
  • the electrode material used for the transparent electrode is not particularly limited as long as it is a transparent conductive material. Among them, ITO is preferable.
  • the swimming electrode arrays 41 and 42 for example, the first electrode 41 and the second electrode 42 having a film thickness of about 2000 mm, an electrode length of about 10 cm, and an electrode width (L: line) of 30 m, 1000 electrodes are formed so that the electrode spacing (S: space) force is 30 m (that is, the LZS force S is 30 ⁇ m).
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 are composed of transparent electrodes such as ITO as described above, when observing the electrophoresis medium as a sample, Observation is possible from any direction above and below the migration lane 3 (above the lower substrate 1 side and the upper substrate 2 side) without being blocked by the first electrode 41 and the second electrode 42. Therefore, the observation direction can be selected.
  • any two electrodes adjacent to each other in the first electrode row are 41x and 41x + 1, respectively.
  • the two electrodes in the second electrode array arranged at the positions overlapping with the two electrodes 41 ⁇ 41 ⁇ + 1 are 42 ⁇ and 42 ⁇ + 1, respectively, the lower substrate 1 and the upper substrate 2
  • the electrodes 41 ⁇ and 41 ⁇ + 1 refer to the Xth and ⁇ + 1st electrodes from one end of the lower substrate 1 in the first electrode row, respectively.
  • Electrodes 42 ⁇ and 42 ⁇ + 1 denote the Xth and ⁇ + 2th electrodes from the same end as the lower substrate 1 of the upper substrate 2 in the second electrode row, respectively.
  • the electrode 41x + m or the electrode 41x + n represents the x + m-th or x + n-th electrode from one end of the lower substrate 1 in the first electrode row, respectively.
  • the electrode 42x + m or 42x + n In each of the second electrode rows, the upper substrate 2 has the same end force x + m-th or x + n-th electrode as the lower substrate 1, and x, m, and n are respectively Indicates any integer greater than or equal to 1.
  • the electrophoresis electrode array 41A includes the lower substrate.
  • the FPC 17 is mounted on the mounting / connecting section 44, and is connected to the control board 50 (control section; drive control section) shown in FIG.
  • the electrophoretic electrode array 42A has the upper substrate as shown in FIG.
  • FPC flexible wiring board
  • a lower surface protective film 7 and an upper surface protective film 8 are formed as electrode protective films on the opposing surfaces of the lower substrate 1 and the upper substrate 2, respectively. ing. These lower surface protective film 7 and upper surface protective film 8 constitute the bottom wall and the top wall of the inner wall of the migration lane 3! / Speak.
  • Examples of the material of the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 include the above-described embodiment.
  • the materials for the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 are particularly limited as long as they are appropriately set according to the type of particles to be migrated. Not a thing.
  • the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 only need to protect (cover) the inner walls of the electrophoresis lane 3 and, in particular, the surfaces of the electrodes in the electrophoresis electrode arrays 41 ⁇ and 42 ⁇ .
  • the film thickness is not particularly limited.
  • a material having photosensitivity can be used as the material of the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8.
  • a part other than the migration lane 3 where no protective film is required for example, a mounting terminal part (mounting connection part 44. 45) can be removed by, for example, photolithography, and the time and effort in the subsequent process can be saved.
  • the spacing layer 43 is provided on the lower protective film 7 and the upper protective film 8.
  • the sealing material used for the spacing layer 43 is not particularly limited, and a conventionally known resin is used as the sealing material.
  • a sealing material for example, a material similar to the material described in Embodiment 1 can be used.
  • the sealing material includes a so-called spacer (a spacing member) such as a spherical spacer or a fiber-like spacer.
  • a glass spacer having a particle size of 40 ⁇ m is mixed in the sealing material so that the lane height of migration lane 3 (the height of the spacing layer 43) is uniform.
  • an electrophoresis lane 3 having a lane width of about 8 mm, a lane length of about 6 cm, and a lane height of 40 ⁇ m is formed.
  • the extending direction (longitudinal direction) of the migration electrode arrays 41 and 42 and the straight line connecting the two injection / discharge holes 5 of the migration medium are as vertical as possible. It is desirable to have
  • the migration electrode array 41A and the migration electrode array 42A include, for example, the lower group On the plate 1 and the upper substrate 2, after forming a conductive oxide film such as an ITO film by sputtering deposition or the like, it can be easily formed by patterning into an electrode shape using photolithography.
  • the mounting connection portions 44 and 45 are formed as patterns on the respective ends of the migration electrode arrays 41 ⁇ and 42 ⁇ .
  • the above-described protective film material are applied to form a lower surface protective film 7 and an upper surface protective film 8, respectively.
  • an epoxy adhesive in which, for example, a glass spacer is mixed as a reactive adhesive (thermosetting adhesive) on the lower substrate 1 on which the lower surface protective film 7 is formed.
  • the region where the lower substrate 1 and the upper substrate 2 except the swimming lane 3 formation region are disposed opposite to each other that is, the region in the lower side substrate 1 where the lower surface protective film 7 is formed, Bin mounting ⁇ Apply to the connection area (excluding the end on the 44 side).
  • the spacing layer 43 (sealing material layer) constituting the migration lane wall is formed on the lower substrate 1.
  • the electrophoresis lane 3 is formed so as to be perpendicular to the electrophoresis electrode array 41A.
  • a printing method using a screen plate or a drawing method using a dispenser can be used for the application of the sealing material.
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 can be formed into a straight line connecting the extending direction (longitudinal direction) of the electrophoresis electrode arrays 41 and 42 and the two injection / discharge holes 5 of the electrophoresis medium.
  • the first electrode 41 ⁇ and the second electrode 42 ⁇ that constitute the electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ are vertically viewed in plan view across the migration lane 3 in the migration lane 3 formation region. By placing them facing each other so that they overlap each other, and fixing them with the sealing material (adhesive), both Bond the substrates.
  • the electrophoresis lane 3 surrounded by the lower substrate 1 and the upper substrate 2 and the spacing layer 43 (migration lane wall) provided between the lower substrate 1 and the upper substrate 2 is formed. To do.
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are disposed to face each other, and hot pressing is performed from both the upper and lower surfaces.
  • the sealing material on the lower substrate 1 is softened and softened by hot pressing, and then cured and bonded to each other, whereby the migration lane 3 is formed between the two substrates.
  • the dielectrophoresis panel 10 that is effective in the present embodiment is formed.
  • the specific size made in this embodiment is merely an example of the embodiment, and the substrate size and electrode size of the lower substrate 1 and the upper substrate 2 (electrode width, electrode interval, electrode thickness, electrode) (Extreme length, etc.), film thickness of lower surface protective film 7 and upper surface protective film 8, layer thickness (height) of spacing layer 43, lane width, lane length, etc.
  • Various changes can be made accordingly.
  • the layer thickness of the spacing layer 43 that is, the gap (lane height) of the electrophoresis lane 3 is the above-described sheet constituting the spacing layer 43 (migration lane wall). It is maintained uniformly by the spacers contained in the lumber.
  • the electrophoresis lane 3 can be easily formed by forming a pattern using a printing material or a drawing method on the sealing material.
  • the sealing material is applied to the entire surface or a part of the lower substrate 1 excluding the mounting lane 3 formation region, the mounting portion 44 side end portion, and the like.
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are arranged such that the lower substrate 1 and the upper substrate 2 face each other in the migration lane 3 formation region.
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 can be firmly bonded even when the electrophoretic electrode arrays 41 and 42 are shifted from each other in the extending direction (longitudinal direction).
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are arranged so that the lower substrate 1 and the upper substrate 2 face each other in the migration lane 3 formation region.
  • Mounting 'connection FPC 17 ⁇ 46 can be easily mounted on 44 ⁇ 45.
  • the dielectrophoresis panel 10 is connected to the control board 50 via the FPC 17 mounted on the mounting connection portion 44 formed at the end of the electrophoresis electrode array 41A. . Further, as shown in FIG. 21, the dielectrophoresis panel 10 is connected to the control board 55 via the FPC 46 mounted on the mounting / connecting portion 45 formed at the end of the electrophoresis electrode array 42A.
  • a dielectrophoresis apparatus 70 includes the dielectrophoresis panel 10, control boards 50 and 55, and a DC power source 60 (power source).
  • a dielectrophoresis system 85 includes the dielectrophoresis device 70 and an imaging system 80.
  • the control board 50 includes a frequency / timer control unit 50a, a synchronization signal control unit 50b, an oscillation circuit unit 50c, and a phase selection / amplification unit 50d.
  • the control board 55 includes a frequency timer control unit 55a, a synchronization signal control unit 55b, an oscillation circuit unit 55c, and a phase selection / amplification unit 55d.
  • the voltage (DC (direct current) voltage) output from the DC power source 60 is input to the control board 50 to drive the control board 50 and input to the control board 55. Then, the control board 55 is driven.
  • an AC voltage is output from the oscillation circuit section 50c.
  • the output AC voltage is adjusted to the intended AC output by controlling the frequency, phase, amplitude, etc. by the frequency / timer control unit 50a, synchronization signal control unit 50b, and phase selection / amplification unit 50d.
  • a printing force U is applied to the dielectrophoresis panel 10 via the FPC 17.
  • an AC voltage is output from the oscillation circuit section 55c.
  • the output AC voltage is adjusted to the intended AC output by controlling the frequency, phase, amplitude, etc. by the frequency / timer control unit 55a, the synchronization signal control unit 55b, and the phase selection / amplification unit 55d. It is applied (input) to the dielectrophoresis panel 10 via the FPC 46.
  • the synchronization signal control section 50b of the control board 50 and the synchronization signal control section 55b of the control board 55 are signals applied (input) to the dielectrophoresis panel 10 via the FPC 17.
  • the signal applied (input) to the dielectrophoresis panel 10 via the FPC 46 are synchronized and then applied (input) to the dielectrophoresis panel 10.
  • the imaging system 80 includes a light source such as a laser for applying irradiation light to the observation region (measurement unit) in the electrophoresis lane 3 of the dielectrophoresis panel 10 and an optical microscope.
  • it is an optical system equipped with an image pickup device such as a CCD (charge coupled device), etc., and is installed at the upper or lower portion of the electrophoresis lane 3 for optical detection.
  • FIGS. 22 (a) and 22 (b) show the state in which the target particles in the electrophoresis medium are floated and conveyed using the dielectrophoresis system 85 shown in FIG.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view of an essential part schematically shown in a cross section (that is, a cross section taken along line B′-B ′ of dielectrophoresis panel 10 shown in FIG. 18).
  • Figure 22 (a) above shows how the target particles are levitated in the DEP mode.
  • Fig. 22 (b) shows how the target particles are transported in the TWD mode.
  • n ⁇ DEP dielectrophoretic force
  • the relative permittivity ( ⁇ ) of particles 91 is greater than the relative permittivity ( ⁇ ) of solvent 92.
  • Particles 91b ( ⁇ > ⁇ ) having a large p m are trapped on the edge of the first electrode 41 or the second electrode 42.
  • the two or more kinds of particles 91 are separated by switching to a TWD (Traveling-Wave DEP) signal, and only the floating particles 9 la are transported. Note that the particle 9 lb trapped at the edge of the first electrode 41 or the second electrode 42 remains trapped even when a TWD signal is applied, as shown in FIG. 22 (b).
  • TWD Traveling-Wave DEP
  • the electrodes adjacent to each other in each electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ have different phases depending on the control boards 50 and 55.
  • the high frequency (alternating voltage) is printed.
  • the second electrodes 42 (42x, 42x + l, 42x + 2, 42x + 3) placed in positions overlapping with the first electrodes 41 (41x, 41x + l, 41x + 2, 41x + 3)
  • the same high-frequency Cf phase as the first electrode 41 (4 lx, 41x + l, 41x + 2, 41x + 3) arranged at the position overlapping the second electrode 42 (42 X, 42x + l, 42x + 2, 42x + 3) Are applied respectively.
  • a voltage having the same potential is applied to the electrophoresis electrodes facing vertically.
  • a symmetrical electric field can be applied to the particles 91 contained in the electrophoretic medium 90 from above and below, and compared to a case where an electric field is applied to the particles 91 from one direction. You can gain power.
  • the first electrodes 41 (41x, 41x + l, 41x + 2, 41x +) are connected to each other in each electrophoresis electrode array 41A.42A. 3)
  • the second electrode 42 (42x, 42x + l, 42x + 2, 42x + 3) so that they are shifted by about ⁇ each time, the particles 91a
  • the levitation force can be controlled efficiently.
  • the first electrodes 41 (41x, 41x + l, 41x + 2, 41x +) are connected to each other in each electrophoresis electrode array 41A.42A. 3)
  • the second electrode 42 (42x, 42x + l, 42x + 2, 42x + 3)
  • the surface is lifted by applying a high frequency so that it is shifted by ⁇ / 2 each time. It is possible to efficiently carry 9 la of the particles.
  • a suspension was prepared by mixing 9 la particles and 9 lb particles each having a size of about 10 m, and this suspension was mixed with the dielectric shown in Figs. 22 (a) and (b). Inject into electrophoresis panel 10. Subsequently, for example, 4.5 V, 50 Hz alternating current is applied to the suspension by DEP. Then, the particles 91b are trapped at the edge of the first electrode 41 or the second electrode 42 by p-DEP, and the particles 91a are trapped by the n-DEP as shown in FIG. 22 (a). 1 electrode 41 and 2nd It floats in the center of electrophoresis lane 3 sandwiched between electrodes 42).
  • the distance between the first electrode 41 and the second electrode 42 (the distance between the surface of the first electrode 41 and the surface of the second electrode 42) is V, and the center of the electrode 41x and the center of the electrode 41x + n And the distance between the center of the electrode 42x and the center of the electrode 42x + n is H, the particle 91a becomes n-DEP so that the center is the surface of the first electrode 41 or the second
  • the surface force of the electrode 42 rises to a distance of about VZ2 and a distance of about HZ2 from the edges of the first electrode 41 and the second electrode 42.
  • the frequency range for separating the particles 91a and the particles 91b is not particularly limited as long as it is appropriately set depending on the types of the particles 91a and the particles 91b.
  • the frequency range is 30kHz to 100kHz. It is preferable to be within the range.
  • particle 91a and particle 91b are both subjected to p-DEP force, and in the high frequency region above 100 kHz, particle 91a and particle 91b Since both 1S receive n-DEP forces, separation in these frequency ranges may not be possible.
  • the dielectric constant of the suspension is lower than that of particles of 9 lb (more Strictly speaking, only the particles 91a (with a relative permittivity) that is lower than the relative permittivity ( ⁇ ) of the solvent 92 are separated and transported.
  • the solvent 92 for example, a force in which physiological saline is used.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • these particles 91 are preferably decorated with a fluorescent dye before being injected into the dielectrophoresis panel 10.
  • the behavior of the particles 91 during the migration is, for example, from above the first electrode 41 or the second electrode 42 (transparent electrode portion (observation region)) and an optical microscope. It can be observed with a CCD camera (optical system 80).
  • the relative dielectric constant ( ⁇ ) of the solvent 92 injected into the electrophoresis lane 3 is larger than that of the protective films (the lower protective film 7 and the upper protective film 8)! /
  • the relative dielectric constant ( ⁇ ) of the solvent is as small as possible, an electric field is more easily applied to the electrophoresis medium 90.
  • the thinner the protective films (the lower protective film 7 and the upper protective film 8) the easier the electric field is applied to the migration medium 90.
  • the particles 91 having a diameter of about 10 m are separated and transported as described above, for example, the first electrode row and the second electrode row are both comb-shaped electrodes.
  • the separation and transfer of particles 91 (particles 91a '91b) should be performed effectively. Can do.
  • the particles 91 (particles 91a '91b) can be separated and transported.
  • the electric field applied to the migration medium 90 is weakened, and as a result, the dielectrophoretic force applied to the particles 91, particularly the particles 91a (electrophoretic particles) may be weakened.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 are arranged above and below the migration medium layer composed of the migration medium 90 injected into the migration lane 3, respectively. Electrode column force arranged so that each of the electrodes overlaps each other in a plane Since a high frequency is applied to the migration medium layer, stable dielectrophoresis is achieved compared to the case where one electrode column is not used. In addition to obtaining behavior, it is possible to increase the dielectrophoretic force without increasing the drive voltage.
  • the particles can be produced without increasing the drive voltage.
  • 91 can be provided with a sufficient dielectrophoretic force for migration or retention.
  • high frequencies with different conditions such as phase and amplitude can be applied to the upper and lower electrode rows, the migration behavior can be controlled more efficiently than when only one electrode row is used. can do.
  • the electrodes adjacent to each other in each electrode array have high frequencies having different phases.
  • high frequency waves of the same phase are applied to the electrodes arranged at positions overlapping each other via the above-described electrophoresis lane 3 (electrophoresis medium layer), so that they are symmetrical with respect to the electrophoresis medium 90 from above and below. It is possible to apply a strong electric field, and a strong dielectrophoretic force can be obtained.
  • the levitation force of the particles 91 can be efficiently controlled by applying a high frequency so that the phases are sequentially shifted by ⁇ to the electrodes adjacent to each other in each electrode row. Further, by applying a high frequency so that the phase is sequentially shifted by ⁇ 2 to the electrodes adjacent to each other in each electrode row, the floating (floating) particles 91 can be efficiently conveyed.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 are overlapped exactly in plan view.
  • the case where the electrode shape, the electrode width, and the electrode interval of the first electrode 41 and the second electrode 42 are formed under the same conditions has been described as an example. However, this embodiment is not limited to this.
  • the conditions such as the shape of the first electrode 41 and the second electrode 42, the electrode width, the electrode interval, and the electrode length (wiring length) are determined according to the particles to be analyzed (that is, the particles 9 1 in the electrophoresis medium 90). ) And the target operation (separation, collection, transport, etc.), etc.
  • the film thicknesses and electrode materials of the first electrode 41 and the second electrode 42 can also be set as appropriate, and are not particularly limited.
  • any two electrodes adjacent to each other in the first electrode row are 41x and 41x + 1, and these two electrodes 41 ⁇ ⁇ 41 ⁇ +
  • the two electrodes in the second electrode array arranged at the position overlapping 1 are 42 ⁇ and 42 ⁇ + 1, respectively, the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are connected to the electrodes 41 ⁇ ⁇ 41 ⁇ .
  • the force described with reference to the case where the electrodes 42 ⁇ ⁇ 42 ⁇ + 1 are arranged to face each other so as to overlap each other in the migration lane 3 formation region This embodiment is limited to this It is not a thing.
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 have the first electrode 41 ⁇ and the second electrode 42 ⁇ in the migration lane 3 formation region. Ideally, it should be completely overlapped in plan view.
  • the electrodes 4 lx 41 ⁇ + 1 and the electrodes 42 ⁇ If the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are arranged to face each other so that at least a part thereof overlaps with 42 ⁇ + 1 in plan view, for example, as shown in FIG.
  • the substrate 2 is opposed to the electrode 41 ⁇ ⁇ 41 ⁇ + 1 and the electrode 42 ⁇ ⁇ 42 ⁇ + 1 in such a manner that they are displaced from each other within a range in which they partially overlap each other. It does n’t matter! /.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 include, for example, an electrode 41 ⁇ in the first electrode row and a part of the electrode 42 ⁇ in the second electrode row, as shown in FIG.
  • the position may be shifted in a plane within the range where tatami mats overlap.
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 have side forces close to one of the injection / discharge holes 5 in the migration lane 3 and the electrodes in the first electrode row are 41 ⁇ , 41 ⁇ + 1 in this order, and the second electrode
  • the electrodes in the row are 42 ⁇ , 42 ⁇ + 1 in order, for example, if the electrode 42 ⁇ is superimposed on a part of the electrode 41 ⁇ + 1 adjacent to the opposite electrode 41 ⁇ as shown in FIG.
  • the electrophoresis lane 3 includes the lower substrate 1 and the upper substrate 2, and a predetermined space (electrophoresis space) constituting the electrophoresis lane 3 is provided between the two substrates.
  • the electrophoresis lane 3 includes, for example, an electrophoresis lane wall (an electrophoresis lane frame) constituting the electrophoresis lane 3 on one substrate (for example, the lower substrate 1) of the pair of substrates by the sealing material or the like.
  • a pattern is formed along the formation region of the electrophoretic lane 3, and the structure may be!
  • the spacing layer 43 (seal material layer) is used as the migration lane wall on the lower substrate 1 on which the lower surface protective film 7 is formed, that is, the above-mentioned The force to be formed on the lower surface protective film 7
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 are formed, the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 Alternatively, a part or all of the overlapping region with the spacing layer 43 may be removed. By adopting such a structure, even when the adhesion between the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 and the sealing material is poor, sufficient adhesion can be obtained.
  • the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film are formed on the opposing surfaces of the lower substrate 1 and the upper substrate 2, respectively.
  • the case where 8 is formed has been described as an example.
  • the present embodiment is not limited thereto, and the lower protective film 7 and the upper protective film 8 are not necessarily formed on the lower substrate 1 and the upper substrate 2.
  • the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 By providing (the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8), it is possible to prevent the migrating particles 91 (91a) from adsorbing to the electrophoretic electrode. Therefore, depending on the type of particle 91 Therefore, it is desirable that the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 are formed on the lower substrate 1 and the upper substrate 2.
  • the first electrode row and the second electrode row force The upper and lower directions of the migration lane 3, more specifically, the lower substrate 1 serving as the bottom wall of the migration lane 3 and the above
  • the present embodiment is not limited to this, and the first electrode array and the second electrode array are not limited thereto.
  • Electrode Row Force The electrode lane 3 may have a structure provided in the left-right direction of the electrophoresis lane 3, specifically, on the electrophoresis lane wall (interval holding layer 43) that constitutes the side wall of the electrophoresis lane 3.
  • the present embodiment is not limited to this, and two electrode rows (third electrode row and fourth electrode row) are further provided through the migration lane 3, and the configuration is as follows.
  • Good That is, it may have a configuration in which separate electrode rows are formed on the top wall, bottom wall, and both side walls of the electrophoresis lane 3 independently. This makes it possible to further stabilize the dielectrophoretic behavior of the dielectric material (for example, the particle 91), to transport the dielectric material more efficiently, and to achieve more complicated electrophoretic behavior. It is also possible to control.
  • a force that uses transparent substrates as the lower substrate 1 and the upper substrate 2 described above is not limited to this embodiment.
  • (Migration medium 90) may be provided so as to be observable.
  • the dielectrophoresis panel 10 only one of the lower substrate 1 and the upper substrate 2 is formed of a transparent substrate, and the electrophoresis lane 3 and the above in the other substrate are described above.
  • An observation window (opening or transparent region) is provided in a region (observation region) where the first electrode 41 and the second electrode 42 (electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ) overlap each other. May be.
  • the dielectrophoresis panel 10 includes the lower substrate 1 and the upper substrate 2 in which the electrophoresis lane 3, the first electrode 41, and the second electrode 42 (electrophoresis electrode array) on both substrates.
  • 41A-42A) is composed of a non-transparent substrate (semi-transparent or opaque substrate) provided with transparent regions (either one may be an opening) in the region (observation region) that overlaps with (41A-42A). You may have.
  • the transmission mode is very effective for observation using fluorescence and filtering.
  • one of the lower substrate 1 and the upper substrate 2 is formed of a transparent substrate, and the other substrate is a non-transparent substrate ( Either the first electrode 41 or the second electrode 42 (electrophoresis electrode) which may have a configuration formed of a semi-transparent or opaque substrate) is formed of a transparent electrode and the other electrode
  • the electrode (electrophoresis electrode) may have a configuration formed of a non-transparent electrode such as a metal electrode. In this case, observation and photographing (optical imaging) in the electrode region are possible by using reflected (epi-illumination) light (epi-illumination mode) by the non-transparent electrode.
  • an electric field formed by an alternating voltage is applied to a sample from a separate electrode array provided with the electrophoresis lane 3 in between.
  • the dielectric substance can have a stable dielectrophoretic behavior, and the dielectric substance can be efficiently transported (dielectrophoresis). Can do. Therefore, even when the above configuration is adopted, the application range for the test conditions can be expanded and the observation environment can be improved as compared with the conventional case.
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are formed of a transparent substrate, or even if a non-transparent substrate is used, a part of the electrophoresis lane 3 is used.
  • Both the second electrode 42 and the second electrode 42 may be formed of a non-transparent electrode such as a metal electrode.
  • Examples of the metal material include metals such as aluminum (A1), titanium (Ti), molybdenum (Mo), platinum (Pt), gold (Au), and alloys containing these metals. Can be used.
  • the metal electrode is formed by using the metal material, forming a metal film by sputter deposition or the like, and patterning the metal film into an electrode shape using photolithography. be able to.
  • one of the lower substrate 1 and the upper substrate 2 is formed of a non-transparent substrate, or optically provided on one side of the electrophoresis lane 3 (flow path). Since the non-transparent electrode is formed, the installation power of the imaging device (imaging system 80) such as a CCD is limited to one of the substrates in the swimming lane 3 described above.
  • At least one of the first electrode 41 and the second electrode 42 is a region where the particles 91 receive a dielectrophoretic force.
  • dielectrophoresis panel 10 After confirming the dielectrophoretic behavior with the electrophoresis panel 10), use the double-sided metal electrode substrate (dielectrophoresis panel 10) in which all wirings on both sides of the electrophoresis lane 3 are formed with metal wirings (metal electrodes) as described above. You can do it.
  • the object may be retained and transported by the double-sided metal electrode substrate (dielectrophoresis panel 10).
  • the present embodiment will be described mainly based on FIGS. In the present embodiment, differences from the ninth embodiment will be mainly described, and components having the same functions as those used in the ninth embodiment have the same numbers. The description is omitted.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 are mainly composed of any transparent electrodes such as ITO, ⁇ , and !!
  • the case has been described as an example.
  • the resistivity of transparent conductive materials such as ⁇ , ⁇ , and ⁇ is two orders of magnitude higher than that of metal materials such as Al and Au. Therefore, in comparison with the case where the first electrode 41 and the second electrode 42 are formed of metal electrodes, as shown in the ninth embodiment, when both electrodes (wirings) having the same shape are formed of a transparent conductive material, It is relatively high resistance of 1 to 2 digits.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 (electrophoresis electrode array 41A-42A) 1S are exemplified by the dielectrophoresis panel 10 partially formed of transparent electrodes. explain.
  • FIG. 25 is a plan view of the dielectrophoresis panel 10 that works with the present embodiment as viewed from the upper substrate side.
  • FIG. 26 is a cross-sectional view of the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG.
  • FIG. 27 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of another dielectrophoresis panel according to the present embodiment.
  • the upper substrate is indicated by a two-dot chain line.
  • the dielectrophoresis panel 10 has a sample (electrophoresis) in each electrophoresis lane 3 on the portion where each electrophoresis lane 3 and the electrophoresis electrode arrays 41 ⁇ and 42 ⁇ ⁇ overlap.
  • An observation area 9 is provided for observing and imaging (transmission) the medium 90).
  • the first electrode 41 in the observation region 9 is composed of a transparent electrode 41a, and the first electrode 41 that does not overlap the observation region 9 has a metal material (metal electrode 41b).
  • the second electrode 42 in the observation area 9 is composed of a transparent electrode 42a.
  • a metal material (metal electrode 42b) is used for the second electrode 42 that does not overlap with the region 9.
  • an electrode having a two-layer structure in which a metal electrode layer is partially formed on a transparent electrode layer Use electrode wiring
  • the transparent electrode 41a or the transparent electrode 42a only the portion of the first electrode 41 and the second electrode 42 that overlaps the observation region 9 is the transparent electrode 41a or the transparent electrode 42a.
  • It consists of a layer electrode (single-layer wiring), and the other part is a two-layer electrode consisting of a transparent electrode 41a and a metal electrode 41b (two-layer wiring), or a two-layer electrode consisting of a transparent electrode 42a and a metal electrode 42b ( Two-layer wiring)!
  • each electrophoresis lane 3 is overlapped with the first electrode 41 and the second electrode 4 2 (electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ), that is, each electrophoresis lane 3
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇
  • the transparent electrode transparent electrode 41a or transparent electrode 42a
  • the first electrode 41... And the second electrode 42... Formation region are used as the observation region 9.
  • a transparent conductive material such as ITO, ⁇ , ⁇ , etc.
  • a transparent conductive material such as ITO, ⁇ , ⁇ , etc.
  • soot is preferably used.
  • a metal material such as aluminum (A1), titanium (Ti), molybdenum (Mo), platinum (Pt), gold (Au), or an alloy containing these metals should be used. Is possible.
  • the electrode width, electrode interval, electrode length (wiring length), etc. of the first electrode 41 and the second electrode 42 are also described.
  • the conditions are not particularly limited, and are appropriately determined according to the size of the particle 91 to be analyzed (that is, the particle 91 in the electrophoresis medium 90) and the intended operation (separation, collection, transportation, etc.). You only have to set it.
  • the film thickness of the first electrode 41 and the second electrode 42 (transparent electrode 41a'42a and metal electrode 41b'42b) and the electrode material in each electrode layer can also be set as appropriate, and are particularly limited. is not.
  • the electrode length of the single-layer wiring portion of each of the transparent electrodes 41a'42a in the first electrode 41 and the second electrode 42 is not particularly limited. What is necessary is just to set suitably according to the resistivity etc. of the 1st electrode 41 and the 2nd electrode 42 (electrophoresis electrode array 41 * 42 *).
  • the electrodes (wirings) of the same shape are formed of the transparent conductive material and the metal material as described above on the single-layer wiring portion of the transparent electrode 41a'42a in the electrophoresis electrode array 41 ⁇ and 42 ⁇ .
  • An electrode formed of a transparent electrode material has a relatively high resistance compared to an electrode formed of a metal material.
  • the overlapping region of the first electrode 41 and the second electrode 42 (electrophoretic electrode array 41 ⁇ / 42 ⁇ ) with the spacing layer 43 includes a two-layer structure of the transparent electrode 41a and the metal electrode 41b and the transparent electrode 42a.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 force have a transparent electrode 4 la in a part of the migration lane 3.
  • each of the transparent electrodes 42a has a single layer structure.
  • the present embodiment first, as in the ninth embodiment, after forming a coating film on the lower substrate 1 by sputtering deposition or the like, by patterning into an electrode shape using photolithography, On the lower substrate 1, transparent electrodes 41a are formed. On the other hand, on the upper substrate 2, after forming an ITO film by sputter deposition or the like, the transparent electrode 42 a... Is formed on the upper substrate 2 by patterning into an electrode shape using photolithography.
  • a metal material is used as described above, and a metal film is formed by sputtering deposition or the like.
  • the metal film is patterned into an electrode shape using photolithography, and a wiring portion that overlaps the observation region 9 in the patterned metal film (in this embodiment, in the migration lane 3 and above) Remove the pattern in the wiring area near electrophoresis lane 3).
  • the method for forming portions other than the electrophoresis electrode arrays 41 and 42 is basically the same as that in the ninth embodiment. Also in the present embodiment, at the same time as the formation of the first electrode 41 and the second electrode 42, the end portions of the first electrode 41 and the second electrode 42 are mounted as mounting terminals as mounting terminals 44. 45 is patterned.
  • the portion of the electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ or 42 ⁇ that overlaps the observation region 9 provided in the electrophoresis train 3 as described above is the transparent electrode 41a ⁇
  • the other part is composed of the transparent electrode 41 & '42 & a low-resistance metal electrode 41421 (421). Observation is possible from both the top and bottom of the migration lane 3 (above the lower substrate 1 side and the upper substrate 2 side) without being blocked by the electrode 41 and the second electrode 42 (electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ ⁇ 42 ⁇ ).
  • the resistance of the entire electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ⁇ is compared with the case of using an electrophoresis electrode array having the same shape (same pattern) as the migration electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ and having transparent electrode force. And can be kept low. Therefore, according to the present embodiment, the observation conditions for the optical observation are not limited, and the usability can be suppressed because the attenuation / delay of the input voltage (electrophoresis control input voltage) can be suppressed.
  • the dielectrophoresis panel 10 and the dielectrophoresis apparatus 70 with high measurement accuracy, and the dielectrophoresis system 85 can be realized.
  • the electrophoretic electrode arrays 41 ⁇ and 42 ⁇ are configured by the transparent electrode 4 la '42a such as a heel in the portion overlapping the observation region 9, and the other portions are transparent. Electrode 41a'42a has a resistance lower than that of metal electrode 41b'42b, such as Au.This embodiment is not limited to this. It suffices that at least a part of the electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ is formed of a transparent electrode in a region overlapping with 9.
  • the electrophoresis electrode arrays 41 ⁇ and 42 ⁇ have a region (that is, the electrophoresis electrode array 41 ⁇ and the electrophoresis electrode array 41 ⁇ and 42 ⁇ overlap with the observation region 9 (the region where the particles 91 receive the dielectrophoretic force).
  • the observation region 9 the region where the particles 91 receive the dielectrophoretic force.
  • the part formed by the transparent electrode 41a'42a that is, each electrode is transparent electrode 41a or transparent electrode 42
  • a portion where the metal electrode 41b'42b is provided (that is, a portion where the metal electrode 41b or the metal electrode 42b is further provided).
  • the migration electrode array 41A.42A has the metal electrodes 41b'42b formed (laminated) on a part of the region where the migration electrode arrays 41 ⁇ and 42 ⁇ do not overlap the observation region 9 with respect to the transparent electrodes 41a'42a. It has a structure that can be.
  • the migration electrode array 41A ⁇ 42 ⁇ is such that at least a part of the migration electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ⁇ is a transparent electrode 41a'42a in the region where the migration electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ overlaps the observation region 9. If each electrode is formed (that is, each electrode is formed only by the transparent electrode 41a or the transparent electrode 42a), a part of the observation region 9 or a part of the non-observation region is not transparent (semi-transparent or An opaque (conductive) material (low-resistance conductive material) may have a configuration in which a third electrode is provided.
  • the third electrode may be provided in place of the metal electrode 4 lb ⁇ 42b, or may be used in combination with the metal electrode 4 lb ⁇ 42b.
  • the third electrode has a laminated structure with respect to the metal electrode 41b′42b, which may be provided in the same layer as the metal electrode 41b′42b.
  • a structure having a multilayer structure of at least one electrode force of two electrodes 42 having three or more layers may be used.
  • the dielectrophoresis panel 10 includes, for example, only one of the lower substrate 1 and the upper substrate 2 formed of a transparent electrode, and the migration lane in the other substrate.
  • the dielectrophoresis panel 10 includes the lower substrate 1 and the upper substrate 2 in which the electrophoresis lane 3, the first electrode 41, and the second electrode 42 (electrophoresis electrode arrays 41 ⁇ and 42 ⁇ ) on both substrates.
  • a non-transparent substrate (semi-transparent or opaque substrate) provided with a region (one of which may be an opening) may also have a structure.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 (electrophoresis electrode) in the observation region 9 (the region where the electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 is superposed on the observation region 9).
  • Array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ) is used as a transparent electrode
  • first electrode 41 and second electrode 42 (electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ) in the other regions are connected with, for example, a transparent electrode and a low resistance non-transparent electrode such as a metal electrode.
  • a non-transparent electrode that is, a non-transparent electrode structure in a plan view
  • the electrophoresis electrode in the observation region 9 that is, the region where the electrophoresis lane 3 and the electrophoresis electrode array 41 ⁇ / 42 ⁇ overlap each other.
  • the transparent electrode can be used for transmission mode (observation and imaging with transmitted light) or epi-illumination mode (observation and imaging with reflected (epi-illumination) light from the object to be observed)
  • the dielectrophoresis panel 10 that can use the reflection mode for observing and projecting the reflected (reflection) light from the non-transparent electrode (metal electrode).
  • the observation conditions can be relaxed, and more complex dielectrophoretic behavior can be observed.
  • two types of observations are possible by using both the transmission mode with a transparent electrode and the epi-illumination mode with a non-transparent electrode (reflection (epi-reflection) electrode) such as a metal electrode as described above. It is possible to provide a dielectrophoresis panel 10 capable of analyzing various types of angle.
  • the migration electrode arrays 4 1 4 and 42 ⁇ In this case, for example, as shown in FIG. 27, in the observation region 9, that is, in the region where the electrophoresis lane 3 and the migration electrode arrays 41 ⁇ and 42 ⁇ overlap, the migration electrode arrays 4 1 4 and 42 ⁇ One of the migration electrode arrays, in the present embodiment, for example, only the migration electrode array 41A includes a region having a single-layer structure of the transparent electrode 41a, and a metal electrode 41b provided on the transparent electrode 41a.
  • the other migration electrode array 42A has a single layer structure of the transparent electrode 42a, and has a layer structure region.
  • the migration electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ (first electrode 41 and second electrode 42) force As described above, both of the portions have the transparent electrode force, and at least one of the metal electrodes has The above-mentioned electrophoresis electrode array 4 1 A ⁇ 42 A overall resistance can be kept low compared to the case where the electrode array 41 A ⁇ 42 A is formed of only transparent electrodes 4 la ⁇ 42 a, and the parasitic capacitance between each electrode is reduced. In addition to being able to do this, as described above, it is possible to provide the dielectrophoresis panel 10 that can use any one of the transmission mode and the epi-illumination mode using the translucent Z-illumination of light on the electrode surface.
  • the ratio (9aZ9b) of the portion (transparent region 9a) where the electrophoretic electrode arrays 41 ⁇ and 42 ⁇ (first electrode 41 and second electrode 42) both have a transparent electrode force is not particularly limited.
  • the lower limit is 1Z3, that is, lZ3 ⁇ 9aZ9b (that is, transparent region 9a in observation region 9 above). It is preferable that the ratio is 1Z3 and 9aZ9b.
  • L ⁇ 9aZ9b that is, the ratio of the transparent area 9a in the observation area 9 is 1Z2 or more
  • the electrophoretic electrode array 10 is used as the dielectrophoresis panel 10 of the transmission mode Z incident mode dual-use type using light transmission Z incident on the electrode surface.
  • the force described by taking as an example the case where a part of 41 ⁇ and 42 ⁇ is formed of a transparent electrode.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • any one of the lower substrate 1 and the upper substrate 2 is overlapped with the migration lane 3 and the migration electrode arrays 41 and 42 on the substrate.
  • Area (observation area 9) is formed of a non-transparent substrate having a transparent area, and the other substrate is a transparent substrate, or an area where the electrophoresis lane 3 and the electrophoresis electrode array 41A • 42 • overlap.
  • differences from the ninth and tenth embodiments will be mainly described, and a configuration having the same functions as the components used in the ninth and tenth embodiments. Elements are given the same numbers and their explanation is omitted.
  • FIGS. 28 (a) to (c) are cross-sectional views of the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG. 21, showing the state in which the target particles in the electrophoresis medium are floated and transported using the dielectrophoresis system 85 shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of another main part schematically shown in FIG.
  • FIGS. 29 (a) to (c) show how the target particles in the electrophoresis medium are floated and conveyed using the dielectrophoresis system 85 shown in FIG. It is other principal part sectional drawing typically shown in a cross section.
  • Fig. 28 (a) and Fig. 29 (a) show how the target particles are levitated!
  • FIGS. 29 (b) and 29 (c) show a state in which the levitated target particles are conveyed.
  • the migration electrode array 41 A ⁇ 42 ⁇ electrodes adjacent to each other in each migration electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ , for example, the above-mentioned In the electrophoresis electrode array 41A, the above control is applied to the first electrode 41 (41 ⁇ , 41 ⁇ + 1, 41 ⁇ + 2, 41 ⁇ + 3, 41 ⁇ + 4, ..., 41x + m) High frequencies with different phases are applied by the substrates 50 and 55, respectively.
  • the second electrodes 42 (42x, 42x + l, 42x + 2, 42x + 3, 42x + 4, ..., 42x + m) adjacent to each other in the electrophoresis electrode array 42A are also controlled as described above. High frequencies having different phases are applied by the substrates 50 and 55, respectively.
  • X and m are arbitrary integers of 1 or more.
  • each of the first electrodes 41 (41x, 41x + l, 41x + 2, 41x +) is passed through the migration lane 3 (migration medium layer).
  • 3, 41x + 4, ..., 41x + m) and the second electrode 42 (42x, 42x + l, 42x + 2, 42x + 3, 42x + 4) , ..., 42x + m) and the second electrode 42 (42x, 42x + l, 42x + 2, 42x + 3, 42x + 4, ..., 42x + m)
  • the first electrode row and the second electrode row are vertically opposed to each other.
  • a high frequency satisfying the phase conditions described in Table 1 below is applied to each moving electrode.
  • n an integer of 1 or more.
  • n 2
  • the xth first electrode 41 is connected to the electrode 41 (41x + 2) and the Xth second electrode 42 (42x) in the second electrode example facing the xth first electrode 41 (4 lx).
  • a high frequency is applied so that the phase difference with respect to ⁇ becomes ⁇ , and the same as the ⁇ th first electrode 41 with respect to the x + second second electrode 42 (42 ⁇ + 2) in the second electrode row ( Apply high frequency with phase difference 0).
  • a high frequency is applied so that the phase difference from the x-th first electrode 41 (41x) is ⁇ , and the x-th second electrode 42 (42 ⁇ + 2) is By applying the same high frequency as the first electrode 41 (phase difference 0), the electrode 41 ⁇ , 41x + 2, 42x, 42x + 2, the particle 91 (particle 91 a) trapped in the center of the space surrounded by the x + 3rd first electrode 41 (41x + 3 ) And x + 1st second electrode 42 (42x + 1), a high frequency is applied so that the phase difference between the x + 1 first electrode 41 (41x + 1) is ⁇ and ⁇ + 3 By applying the same high frequency (phase difference 0) as the first electrode 41 (41 ⁇ + 1) to the second electrode 42 (42 ⁇ + 3),
  • the ⁇ + 4th first electrode 41 (41 ⁇ + 4) and the ⁇ + second second electrode 42 (42 ⁇ + 2) are connected to the ⁇ +
  • a high frequency is applied so that the phase difference from the second first electrode 41 (41 ⁇ + 2) is ⁇ , and the above ⁇ + 2 is applied to the ⁇ + 4th second electrode 42 (42 ⁇ + 4).
  • Part of the particles 91 (91a) further move to the center of the space surrounded by the electrodes 41x + 2, 41x + 4, 42x + 2, 42x + 4.
  • a particle 91 for example, a particle 91 having a diameter of about 10 m is shown in Figs. 28 (a) to (c). It can be efficiently transported by the new migration mechanism shown.
  • the dielectrophoresis system 85 basically uses the same dielectrophoresis system 85 as the dielectrophoresis system 85 described in the ninth embodiment, except for the signals applied to the electrode rows. .
  • the particles 91 are injected into the electrophoresis lane 3 from one injection 'discharge hole 5 in the electrophoresis lane 3.
  • the side force close to one injection 'discharge hole 5 in the electrophoresis lane 3 is also sequentially applied to the electrodes (41x, 41x + 1, 41x + 2, 41x + 3, 41x + 4) in the first electrode row,
  • the electrodes in the second electrode array (Al, A2, A3, A4) are arranged so as to overlap with the electrodes Al, A2, A3, A4 via the migration lane 3 (migration medium layer) ( 42x, 42x + l, 42x + 2, 42x + 3, 42x + 4) is Bl, B2, B3, B4, the above electrodes Al, A3, Bl, B3 have an amplitude of 4.5V and a frequency of 50kHz.
  • Is applied under the phase condition that satisfies the relationship when n 2 in Table 1, the electrodes A1, A3, Bl, B3 in the electrophoresis medium layer
  • the injected particles 91 are trapped in the center of the enclosed space.
  • a high frequency is applied so that the phase difference from the Xth first electrode 41 (41x) is ⁇ , and the X + second second electrode For 42 (42 ⁇ + 2), the same (phase difference 0) high frequency (AC voltage) as the ⁇ th first electrode 41 (41 ⁇ ) is applied.
  • this embodiment is not limited to this. Is not to be done.
  • the electrodes in either one of the first electrode row and the second electrode row are sequentially set to Ax, Ax + 1, ..., Ax + m, and The electrodes in the other electrode array arranged at positions overlapping with the electrodes Ax, Ax + 1,..., Ax + m via electrophoresis lane 3 (electrophoresis medium layer) are connected to Bx, Bx + 1,.
  • the particles 91 are transported. Can be performed efficiently.
  • the target electrode to which a high frequency is applied in the first electrode row and the second electrode row is a unit of x consisting of a combination of the four electrodes Ax, Ax + n, Bx, Bx + n.
  • the four electrodes Ax, Ax + n, Bx, Bx + n for example, electrodes 41x, 41x + 2, 42x, 42x + 2 as shown in FIG.
  • particles 91 (91a) can be trapped by TWD generated in the direction of rotation inside the four electrodes.
  • the target electrode to which a high frequency is applied in the first electrode row and the second electrode row is sequentially changed to one unit of x that also has the combined force of the four electrodes Ax, Ax + n, Bx, Bx + n.
  • the particle 91 (91a) rotates in the opposite direction to that described in Table 3 and is located at the center of the space surrounded by the electrodes Ax, Ax + n, Bx, Bx + n. Trapped.
  • the migration mechanism shown in Figs. 29 (a) to (c) is more complicated in the movement of the particles 91 (91a) than the migration mechanism shown in Figs. 28 (a) to (c). It becomes. For this reason, when a highly viscous solvent is used, the direction force particles 91 (91a) employing the migration mechanism shown in FIGS. 28 (a) to (c) are less likely to receive resistance. Therefore, when a highly viscous solvent is used and the transport distance of the particles 91 (91a) is long, the migration mechanism shown in FIGS. 28 (a) to (c) is adopted. This is preferable.
  • the control of the levitation force and the transport of the particles 91 are performed separately, whereas in the present embodiment, the particles 91 are transported while giving the levitation force as described above. Therefore, there is also an advantage that the particles 91 are difficult to settle.
  • the staying particles 91 are removed. It can be lifted and transported again.
  • a DEP mode signal (see Embodiment 9) is applied to the electrophoresis lane 3. After the particles 91 remaining (residual) in the middle of the particle 3 are levitated, the four electrodes Ax, Ax + n, Bx, Bx + n near the particles 91 are shown in Table 2 (for example, Table 1).
  • the particles 91 remaining in the middle of the electrophoresis lane 3 are visually confirmed, a DEP mode signal is applied, and the above table 1 is again applied.
  • the particles 91 remaining in the middle of the electrophoresis lane 3 can be transported as described above.
  • n is an integer of 1 or more, and the value of n is the height of the migration space (the substrate gap between the lower substrate 1 and the upper substrate 2) and the arrangement of the electrodes. What is necessary is just to select suitably according to conditions, such as a pitch. However, if the value of n is too large, the effect of dielectrophoretic force is weakened.
  • Non-Patent Document 5 for example, a pole-shaped gold electrode (gold pole electrode) is arranged on a glass substrate in a quadrupole arrangement so that the distance between two parallel electrodes and two pairs forming a pair are arranged. It is disclosed that the electric field strength distribution changes with the distance between the electrodes and the radius of the gold pole electrode as parameters.
  • n is within the range of forces 1 to 5 depending on the pitch between the first electrode example and the second electrode array, and the pitch and electrode width between the electrodes in each electrode array. Is desirable
  • the electrodes Ax, Ax + n, Bx, Bx + n are substantially square (preferably It is more preferable that the electrodes are arranged so as to be square) (n is selected above). That is, in the migration mechanism shown in FIGS. 28 (a) to (c) and FIGS. 29 (a) to (c), In the sectional views shown in FIGS. 28 (a) to (c) and FIGS. 29 (a) to (c), the electrodes 41x, 41x + 2, 42x, 42x + 2 are substantially square (preferably square). In other words, with respect to the electrodes 41x, 41x + 2, 42x, 42x + 2,
  • the distance between the first electrode 41 and the second electrode 42 (the surface of the first electrode 41 and the second electrode).
  • the distance between the center of electrode 41x and the center of electrode 41x + n, and the distance between the center of electrode 42x and the center of electrode 42x + n is H.
  • the X-th electrode in one of the first electrode row and the second electrode row Is the Ax, x + n-th electrode is Ax + n (X and n are arbitrary integers of 1 or more), and the other electrode arranged at the position facing each of the electrodes Ax, Ax + n through the electrophoresis lane
  • Each electrode in the electrode array (hereinafter referred to as “second electrode array”) is Bx, Bx + n
  • the distance between the surface of Ax and the surface of Bx is V
  • the center of Ax is Assuming that the distance from the center of Ax + n is H, the control board 5 0 ⁇ 55 (1)
  • the above ⁇ satisfies HZV ⁇ 5, and the phase difference of Ax + n with respect to Ax and the position of Bx Force to apply AC voltage so that the phase difference is both ⁇ and the phase difference of Bx + n to Ax is 0, or
  • the voltage (AC voltage) applied to each of the electrodes is controlled so that the control boards 50 and 55 are applied to each of the electrodes under a phase condition that satisfies the above relationship.
  • the dielectric substance for example, the particle 91 (91a)
  • the dielectric substance is placed at the center of the space surrounded by the electrodes Ax, Ax + 2, Bx, Bx + 2. Can be trapped.
  • control boards 50 and 55 are connected to the "first electrode array” and the "second electrode".
  • the target electrode to which the AC voltage is applied in the ⁇ pole array '' sequentially so that the x of one unit, which is the combined force of the four electrodes Ax, Ax + n, Bx, Bx + n, increases by one
  • AC voltage AC voltage
  • the dielectric substance for example, particle 91 (91 a)
  • the dielectric material can be transported. Therefore, according to the above configuration, the dielectric substance can be transported more efficiently than in the conventional TWD mode.
  • the sample (electrophoresis medium 90) that can be handled is limited to the height of the gold pole electrode. For example, only a single sample or a small amount of sample (eg, a cell) can be handled. In contrast, according to the present embodiment, since the electrode length is defined only by the size of the lower substrate 1 and the upper substrate 2, the quadrupole operation with four electrodes as one unit is performed. A large amount of specimen can be handled.
  • phase relationship of the AC signal described in the present embodiment does not necessarily satisfy the relationship described in each table above, and does not necessarily satisfy (approximate) the above description. If it is within a range, it may be in a state slightly deviated from the phases described in the above tables.
  • the AC signal has an external (that is, FPC17'46) force and the migration electrode array 41 ⁇ ⁇ 42
  • the phase shift within the range in which the dielectrophoretic behavior is obtained is within the allowable range, and the phase conditions described in the above tables include the phase shift within the allowable range. May be.
  • FIG. 30 is a plan view of the dielectrophoresis panel 10 according to the present embodiment as viewed from the upper substrate side.
  • FIG. 31 is a cross-sectional view taken along the line D′-D ′ of the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG. 30 is a cross-sectional view taken along the line E′-E ′ of the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG. 30 (ie, a cross-sectional view in the longitudinal direction of the electrophoretic lane 3). 'Same as the cross section.
  • the upper substrate is indicated by a two-dot chain line.
  • the dielectrophoresis panel 10 includes a plurality of electrophoresis lanes 3 as flow paths.
  • the electrophoresis lane 3 is divided into one substrate of the pair of substrates, in the present embodiment, on the surface facing the upper substrate 2 on the lower substrate 1.
  • partition walls 43a epitrophoresis lane walls
  • separating the electrophoresis lanes 3 ... are patterned along the formation area of each electrophoresis lane 3.
  • the spacing layer 43 serves as the partition wall. That is, in the present embodiment, the partition wall 43a is formed by the spacing member 43, more strictly, a sealing material that constitutes the spacing layer 43.
  • Each partition wall 43a intersects the migration electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ (first electrode 41 and second electrode 42) and migration lane 3 ⁇ '(in this embodiment, (Orthogonal) so as to be arranged in a vertical direction with respect to the electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ ⁇ and 42 ⁇ ⁇ !
  • a spacer such as a glass spacer is mixed as a reactive adhesive (thermosetting adhesive) on the lower substrate 1 on which the lower surface protective film 7 is formed.
  • a region where the lower substrate 1 and the upper substrate 2 excluding the migration lane 3 formation region are disposed opposite to each other that is, the migration lane 3 formation region and the mounting 'connection portion). It can be formed at the same time as the spacing layer 43 outside the migration lane 3 formation region by coating between the migration lanes 3 and the lower substrate 1 (excluding the 44 side end).
  • each partition wall 43a is set to about 2 mm.
  • a glass spacer having a particle size of 40 ⁇ m is mixed in the sealing material so that the thickness of migration lane 3 (the height of the spacing layer 43) is uniform.
  • each partition wall 43a is formed of the sealing material containing the spacer, so (Lane height) can be kept uniform.
  • the swimming lane wall 4 including the plurality of partition walls 43a can be easily formed by forming a pattern of the sealing material using printing or a drawing method. Thus, a plurality of electrophoresis lanes 3 can be easily formed.
  • the lower substrate 1 and the upper substrate 2 are disposed to face each other, and bonded to each other. It is possible to form the electrophoresis lane 3 surrounded by the upper substrate 2 and the spacing layer 43 (partition wall 43a) that partitions the space between the lower substrate 1 and the upper substrate 2.
  • the dielectrophoresis panel 10 which is effective in the present embodiment is formed.
  • the specific size made in the present embodiment is also just an example of the embodiment, and the size of each component described above can be variously changed depending on the analysis target.
  • the lane width is also limited to the above size. is not.
  • the lane width is preferably 1 cm (about 1 cm), but as shown in the ninth embodiment, it is particularly preferably 8 mm.
  • the layer thickness of the spacing layer 43 (partition wall 43a), that is, the gap of the electrophoresis lane 3 is not particularly limited.
  • the gap in the electrophoresis lane 3 is maintained by, for example, a spacer included in the sealing material constituting the spacing layer 43 (partition wall 43a).
  • the lane width (interval between the partition walls 43a'43a) and the lane length of each electrophoresis lane 3 are not particularly limited.
  • the force described by taking as an example the case where the electrophoresis lanes 3 are formed in five rows in parallel is not limited to this. Absent.
  • Samples such as sample solutions are injected into and discharged from each lane 3 An injecting / discharging hole 5 (opening) is formed.
  • a plurality of electrophoresis lanes 3 are provided in parallel, and the electrophoresis electrodes (first electrode 41 and second electrode 42) acting in common on each electrophoresis lane 3 are provided.
  • the electrophoresis control voltage is applied to the electrophoresis electrode array 41A • 42A.
  • each of the electrophoresis electrode arrays can be collectively input.
  • one type of signal is applied to each comb-shaped electrode (electrophoresis electrode array 41A / 42A) provided with a common swimming electrode in each electrophoresis lane 3 provided in parallel to each other.
  • an electric field can be applied to multiple lanes 3 simultaneously. Therefore, according to the present embodiment, migration control of a plurality of samples (electrophoresis medium 90) can be performed simultaneously in a lump.
  • a plurality of different types of samples for example, samples having different relative dielectric constants and viscosities of solvents, or particles in the solvent without complicated setting of the experimental environment.
  • Samples with different physical properties can be placed under the same conditions under the same migration conditions, and the dielectrophoresis chip that can be applied to various test conditions with a wide range of application to the test conditions. It is possible to realize a dielectrophoresis apparatus and further a dielectrophoresis system.
  • the dielectrophoresis system 85 including the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG. 30 instead of the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG.
  • the plurality of particles 91 having different relative dielectric constants can be identified by the difference in transport speed. Specific examples thereof will be described below.
  • both latex particles and silica particles are conveyed to the injection / discharge holes 5 on the opposite side of the injection / discharge holes 5 into which each electrophoresis medium 90 is injected. Is done.
  • the dielectrophoretic force depends on the dielectric constant of the particles and the solvent, the frequency of the applied voltage, and the like.
  • the dielectric constant of silica particles is higher than the dielectric constant of latex particles. For this reason, both particles have different migration speeds (conveyance speeds). Therefore, by applying a signal under the same conditions to a plurality of electrophoresis lanes 3 as described above, it is possible to select and identify particles having different relative dielectric constants.
  • the dielectrophoresis panel 10 dielectrophoresis chip having the plurality of electrophoresis lanes 3 as described above, the type of the solvent 92 (electrophoresis medium 90) can be migrated.
  • the type of the solvent 92 electrophoresis medium 90
  • By changing each lane 3 and selecting a plurality of specific particles at the same time, or by using the same solvent 92 (electrophoresis medium 90) and changing the electrode shape for each lane 3, a specific plurality of particles 91 It is also possible to sort the particles at the same time, which makes it possible to efficiently sort multiple particles. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to realize a dielectrophoresis chip and a dielectrophoresis device that correspond to a wide range of applications, and further a dielectrophoresis system 85.
  • the spacing layer 43 (partition wall 43a) is formed on the lower substrate 1 has been described as an example.
  • the spacing layer 43 (partition wall 43a) is described above. May not necessarily be formed on the lower substrate 1, but may be formed on the upper substrate 2.
  • the spacing layer 43 (partition wall 43a) is formed on the lower substrate 1 on which the lower surface protective film 7 is formed, that is, on the lower surface protective film 7.
  • the present embodiment is not limited to this, and when the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 are formed, the spacing retaining layer 43 (partition wall 43a) in the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 is formed. ) A part or all of the formation region, that is, the region overlapping with the spacing layer 43 (partition wall 43a) may be removed. With such a structure, even when the adhesion between the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 and the sealing material is poor, sufficient adhesion can be obtained. Further, in the present embodiment, as described in the ninth embodiment, the lower surface protective film 7 and the upper surface protective film 8 are not necessarily formed!
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 (electrophoresis electrode array 41 A-42A) 1S each electrophoresis lane 3.
  • the case where it is provided in the vertical direction is described as an example.
  • the present embodiment is not limited to this, and the same electrode (electrophoresis electrode array 41A) is connected to a plurality of electrophoresis lanes 3.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 are necessarily perpendicular to the respective electrophoresis lanes 3 as long as they act in common on the respective electrophoresis lanes 3. There is no need to even extend in the direction.
  • each electrophoresis lane 3 it is preferable that the observation regions in each electrophoresis lane 3 are provided adjacent to each other. Therefore, it is preferable that the first electrode 41 and the second electrode 42 are provided in a direction perpendicular to the respective electrophoresis lanes 3...
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 are not limited to transparent electrodes, but can be in various forms as described above.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 have a laminated structure of, for example, a transparent electrode 41a'42a and a metal electrode 41b'42b.
  • the resistance of the entire electrophoresis electrode array 41 A ⁇ 42 mm can be further lowered and the parasitic capacitance can be reduced.
  • the electrophoresis electrode arrays 41 ⁇ and 42 ⁇ are observed in the observation region 9 in each of the electrophoresis lanes 3.
  • the force is both provided with a portion that is a transparent electrode cover (transparent region 9a) and at least one portion provided with a metal electrode (epi-illumination region 9b). Therefore, if the transmission mode by the transparent electrode and the epi-illumination mode by the metal electrode are switched by the electrophoresis lane 3, different analyzes can be performed simultaneously. Further, according to the above configuration, more complicated dielectrophoretic behavior can be observed.
  • the migration lanes 3 and 3 adjacent to each other are connected to the migration electrode arrays 41 and 42 (the first electrode 41 and the second electrode 42) force.
  • Both may have a configuration including an observation region 9 having a transparent electrode force and an observation region 9 provided with a metal electrode in at least one of them.
  • FIG. 32 is a plan view showing a schematic configuration of the main part of the dielectrophoresis panel 10 according to the present embodiment, and FIG. 32 is an outline of the electrophoresis lane 3 forming part of the dielectrophoresis panel 10. The configuration is shown.
  • the electrode width and the electrode interval of each electrode (first electrode 41, second electrode 42) in the electrophoresis electrode array 41 ⁇ 42A are An example was given in which each case was constant (LZS was 30 m) regardless of whether the force overlapped with Lane 3 or not. That is, in Embodiment 12, the migration electrode array 41A.42A has a stripe structure in which each electrode in the migration electrode array 41A.42A is provided in parallel with each other in a stripe shape. As an example, this was explained.
  • the electrode width and the electrode interval of each of the first electrode 41 and the second electrode 42 are the same as those of the first electrode 41 and the second electrode 42, respectively.
  • the area where 2-electrode 42 (electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ) overlaps electrophoresis lane 3 is different from the other areas. Therefore, in the present embodiment, the electrode shapes of the first electrode 41 and the second electrode 42 are such that the first electrode 41 and the second electrode 42 (migration electrode array 41A-42A) overlap with the migration lane 3. And the other areas are different
  • a frame provided as an electrophoresis lane wall (interval holding layer 43) between the lower substrate 1 and the upper substrate 2 independently of each other.
  • an electrode array 41A.42A is provided.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 are each formed, for example, with an electrode width (L) m and an electrode interval (S) 10 m (electrode pitch 20 m), while other regions, That is, the first electrode 41 and the second electrode 42 in the region not related to electrophoresis (that is, outside the electrophoresis lane 3) have an electrode width of 30 / ⁇ ⁇ (and a maximum electrode interval of 30 / zm (that is, adjacent to each other). Electrode interval 30 ⁇ m at the center between electrophoresis lanes 3 and 3 and electrode pitch 60 ⁇ m at the center.
  • the first electrode 41 group and the second electrode 42 group in the electrophoresis lane 3 necessary for observation of the migration phenomenon that is, the first electrode 41 group and the second electrode 42 in the observation region 9.
  • Only the second electrode (group 42) is the required narrow-pitch wiring, and the other areas of the first electrode 41 group and the second electrode 42 group (the first electrode 41 group in the gap 22) are unrelated to the migration phenomenon.
  • the second electrode (group 42) is wide pitch wiring.
  • FIG. 33 is another plan view showing the schematic configuration of the main part of the dielectrophoresis panel 10 according to the present embodiment, and FIG. 33 shows the migration lane 3 forming part of the dielectrophoresis panel 10. A schematic configuration is shown.
  • the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG. 33 includes the electrode width and the electrode width of each of the first electrode 41 and the second electrode 42 in each of the three electrophoresis lanes 3 provided in parallel and spaced apart from each other. It differs from the dielectrophoresis panel 10 shown in Fig. 32 in that the electrode spacing (electrode pitch) is different.
  • the electrode width and the electrode interval in each of the first electrode 41 and the second electrode 42 are, for example, one substrate end (in this embodiment, for example, the lower substrate 1 end)
  • the migration electrode arrays 41 and 42 are provided so that the migration lane 3 on the side farther from the mounting / connecting part 44) provided in the part becomes larger.
  • the electrophoresis electrode arrays 41 and 42 shown in FIG. 33 are overlapped with each electrophoresis lane 3 in the electrophoresis lane 3 on the mounting-connector 44 side (the electrophoresis lane at the left end in FIG. 33).
  • Lane 3 In order of force, for example, electrode part P1 consisting of first electrode 41 group and second electrode 42 group with electrode width 10 ⁇ m, electrode interval 10 m (electrode pitch 20 ⁇ m), and electrode width 20 ⁇ m m, electrode interval 20 ⁇ m (electrode pitch 40 ⁇ m) electrode part P2 consisting of first electrode 41 group and second electrode 42 group, electrode width 30 ⁇ m, electrode interval 30 m (electrode pitch 60 ⁇ m)
  • the first electrode 41 group and the second electrode 42 group force electrode part P3 in total 3 types of strip-like electrode parts P1, P2, and P3.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 between the electrode portions P1 and P2 each have, for example, an electrode width of 30 m and an electrode interval of 10 m (electrode pitch at the electrode portion PI side end portion). 20 ⁇ m), and an electrode interval of 20 m (electrode pitch 40 m) at the end portion on the electrode P2 side.
  • the electrode interval is determined by the array width of the electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ( In the electrophoretic electrode array 41 A ⁇ 42A, the electrode width changes linearly according to the electrode width between the first electrodes 41 ⁇ 41 at both ends and the electrode width between the second electrodes 42 ⁇ 42 at both ends. Is formed.
  • the first electrode 41 and the second electrode 42 between the electrode parts ⁇ 2 and ⁇ 3 have an electrode width of 30 ⁇ m and an electrode spacing of 20 ⁇ m at the electrode part P2 side end (electrode pitch of 40 ⁇ m).
  • electrode pitch of 40 ⁇ m.
  • m) electrode spacing 30 ⁇ m (electrode pitch) H)
  • the width of the electrode array 41 A ⁇ 42 mm (the electrode width between the first electrodes 41 ⁇ 41 at both ends of the electrode array 41 ⁇ 42 mm and both sides It is formed so as to change linearly according to the electrode width between the second electrodes 42 and 42 at the end.
  • the electrode shapes (or electrode widths, electrode spacings) of the electrophoresis electrode arrays 41 and 42 for each electrophoresis lane 3 are described. ) Can be used to select and identify a plurality of specific particles at the same time, and it is possible to efficiently select a plurality of particles. Another advantage is that it is possible to observe differences in migration behavior of multiple lanes 3 at once.
  • Embodiments 9 to 14 will be mainly described, in particular, differences from Embodiments 12 to 14 will be described, and Embodiments 9 to 14 will be described. Constituent elements having the same functions as those used in FIG.
  • FIG. 34 (a) is a plan view showing a schematic configuration of the main part of the dielectrophoresis panel 10 according to this embodiment.
  • FIG. 34 (a) shows a schematic configuration of the migration lane 3 formation portion of the dielectrophoresis panel 10.
  • FIG. 34 (b) to (e) are plan views schematically showing the shapes of the first electrode 41 and the second electrode 42 in each electrophoresis lane 3 of the dielectrophoresis panel 10 shown in FIG. 34 (a). .
  • the dielectrophoresis panel 10 includes a first electrode 41 and a second electrode 42 (in each of four electrophoresis lanes 3 provided in parallel.
  • the shape of the electrophoresis electrode array 41A.42A) is different.
  • the migration electrode array 41 A ⁇ 42 ⁇ has a linear first electrode 41 and a second electrode 42 with a wiring width of 30 m as shown in Fig. 34 (b). (Stripe-type electrode structure).
  • the electrophoresis electrode array 41A.42A is a straight line having a wiring width of 45 ⁇ m as shown in FIG.
  • the linear first electrode 41 and the second electrode 42 have a structure (stripe-type electrode structure) in which stripes are provided. Then, in the electrophoresis lane 3C, which is next to the mounting lane connecting section 44 next to the electrophoresis lane 3B, the electrophoresis electrode array 41A.42A has a ridged shape with a wiring width of 30 m (see FIG. 34 (d)). A plurality of saw-shaped) first electrodes 41 and second electrodes 42 are arranged in parallel at equal intervals.
  • the electrophoresis electrode arrays 41 ⁇ and 42 ⁇ have a wave width of 30 m as shown in FIG.
  • the mold has a structure in which a plurality of first electrodes 41 and second electrodes 42 are arranged in parallel at equal intervals.
  • the electrode spacing (electrode pitch) in each of the first electrode 41 and the second electrode 42 is 60 ⁇ m.
  • the dielectrophoresis behavior is the same as the first electrode 41 and the second electrode 42 (electrophoresis electrode array 4) even when the same sample (electrophoresis medium 90) is used and driven with the same control voltage. Depending on the shape of 1 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ), it depends on the state of the electric field in the sample (electrophoresis medium 90).
  • the electrode shapes of the first electrode 41 and the second electrode 42 (electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ) for each electrophoresis lane 3, By changing at least one of the width and the electrode spacing, it becomes possible to simultaneously select and identify a plurality of specific particles 91 in the electrophoresis medium 90. As a result, for example, the plurality of particles 91 can be efficiently selected. In addition, according to the above configuration, there is a merit that the difference in the migration behavior of the particles 91 in the plurality of migration lanes 3 can be collectively observed.
  • the dielectrophoresis panel 10 that works on the present embodiment, the shapes of the first electrode 41 and the second electrode 42 (electrophoresis electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ), The dielectrophoresis panel in which at least one of the electrode width and the electrode interval is different for each electrophoresis lane 3 has been described as an example.
  • the present embodiment is not limited to this.
  • the dielectrophoresis panel 10 useful for the present embodiment has a predetermined gap 22 (between the electrophoresis lanes) between the electrophoresis lanes 3 and 3 adjacent to each other. Region), and the gap 22 and the migration lane 3 include at least one of the shape, electrode width, and electrode spacing of the first electrode 41 and the second electrode 42 (migration electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ ). Is different Have a composition that speaks! / You can speak! / ⁇ .
  • the electrode shape of the migration electrode array 41A.42A in the migration lanes 3A.3B.3C is not a stripe shape
  • the electrode shape of the migration electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ in the gap 22 is a stripe structure. By shortening the wiring length, it is possible to suppress an increase in wiring resistance.
  • the migration lane 3 and the gap portion 22 have different migration widths and intervals between the electrodes in the migration electrode array 41 and the migration electrode array 41.
  • the electrode shape of 42 mm is made different, the low resistance of the migration electrode array 41 ⁇ ⁇ 42 ⁇ (wiring) in the dielectrophoresis panel 10 can be achieved.
  • the electrode array is arranged only on one substrate as described above, and more complicated electrophoretic behavior can be obtained as compared with the case.
  • the dielectrophoresis chip is a dielectrophoresis chip that dielectrophores the dielectric substance by applying an electric field formed by an alternating voltage to a sample containing the dielectric substance.
  • An electrophoresis lane for dielectrophoretic migration of the dielectric substance and the electrophoresis lane
  • an electrode array that dielectrophores the dielectric substance by applying an alternating voltage to apply an electric field to the sample injected into the electrophoresis lane.
  • the facing surface of the electrophoresis lane facing the electrode array in at least a part of the region where the electrophoresis lane and the electrode array overlap is transparent, and the electrode array overlaps the transparent area in the electrophoresis lane.
  • At least a part of the electrode of the portion is formed of a transparent electrode, and has a structure.
  • the surface of the migration lane facing the electrode row in at least a part of the region where the migration lane force and the electrode row overlap is transparent, and the In the electrode array, at least a part of the electrode overlapping the transparent region in the migration lane is formed of a transparent electrode, that is, in the region where the migration lane and the electrode overlap, at least a part thereof. Since both are transparent, when observing the sample, the dielectrophoretic force is applied to the electrode region, that is, the dielectric substance from any direction above and below the electrophoresis lane without being blocked by the electrode. Observation in the area that gives For this reason, according to the above configuration, the observation direction can be selected.
  • observation and photographing using transmitted light observation and photographing using a transmission mode
  • observation and photographing using a transmission mode observation and photographing using a transmission mode
  • an observation system using projection can be constructed. Therefore, according to the above configuration, it is possible to provide a dielectrophoresis chip in which the restriction of the observation conditions is relaxed compared to the conventional case. Therefore, according to the above configuration, there is an effect that it is possible to provide a dielectrophoresis chip in which the observation environment is improved as compared with the conventional case where the application range for the test conditions is wide. Since the dielectrophoresis chip can be observed and photographed with transmitted light as described above, it is very effective for observation using a lot of fluorescence observation and filtering.
  • the electrode array preferably includes a metal electrode in a portion other than a portion overlapping the transparent region in the electrophoresis lane.
  • an electrode formed of the transparent electrode material is compared with an electrode formed of a metal material (metal electrode).
  • the resistance is relatively high. Therefore, in order to keep the resistivity as low as possible, the electrode array has a metal electrode in the electrode array, such as a two-layer structure of a transparent electrode and a metal electrode. It is preferable. Therefore, by providing the metal electrode in a portion that does not overlap with the transparent region in the electrophoretic lane in the electrode example, when observing the sample, the electrophoretic lane is not blocked by the electrode.
  • the resistance of the entire electrode array can be kept low compared to the case where the electrode array is formed only of transparent electrodes.
  • the parasitic capacitance between the electrodes can be reduced. Therefore, according to the above configuration, the observation conditions for optical observation are not limited, and the measurement accuracy that is easy to use that can suppress the attenuation of the input voltage (electrophoresis control input voltage) delay. High-performance dielectrophoresis chip can be provided!
  • the portion of the electrode that overlaps the transparent region in the migration lane in the electrode row includes a portion having a transparent electrode force and a portion on which a metal electrode is provided.
  • electrodes that overlap the transparent region in the electrophoresis lane that is, the electrode force in the observation region in the dielectrophoresis chip, a portion made of a transparent electrode, and a metal electrode are provided. Therefore, the resistance of the entire electrode array can be reduced as compared with the case where the electrode array is formed of only transparent electrodes, and the parasitic capacitance between the electrodes can be reduced.
  • observation and imaging transmission mode
  • observation and imaging reflection mode
  • a plurality of the electrophoresis lanes are provided on one substrate, and that each electrode in the electrode array is provided across the plurality of electrophoresis lanes.
  • a plurality of the electrophoresis lanes are provided on one substrate, and each electrode in the electrode array is provided across the plurality of migration lanes. That is, since each electrode is provided in common for a plurality of electrophoresis lanes, an alternating voltage (electrophoresis control voltage) that applies a dielectrophoretic force to the dielectric substance is applied to each electrode in each electrophoresis lane. Can be entered in batch. That is, according to the above configuration.
  • an electric field can be simultaneously applied to a plurality of electrophoresis lanes. Therefore, according to the above configuration, the migration control of a plurality of samples can be performed simultaneously.
  • the type of sample for example, a medium such as a solvent
  • the type of sample for example, a medium such as a solvent
  • a plurality of the electrophoresis lanes are provided on one substrate as described above, and each electrode in the electrode array is provided across the plurality of electrophoresis lanes. It is preferable that at least one condition among the shape of the electrode row, the electrode width, and the electrode interval be different between the adjacent lanes.
  • a plurality of the electrophoresis lanes are provided on one substrate as described above, and each electrode in the electrode array is provided across the plurality of electrophoresis lanes.
  • Each of the electrophoresis lanes is provided apart from each other, and at least one of the shape of the electrode row, the electrode width, and the electrode spacing in each of the swimming lanes and in the region between the electrophoresis lanes. The two conditions are preferably different.
  • the electrode shape of the electrode row in the region between the migration lanes is a stripe structure. It is also possible to suppress the increase in wiring resistance by shortening the wiring length.
  • the migration lane is formed of a pair of substrates and a migration lane wall provided between the substrates, and the migration lane wall holds an interval between the pair of substrates inside. It is preferable to contain a spacer.
  • the migration lane wall internally maintains a space between the pair of substrates.
  • the lane height of the electrophoresis lane can be kept uniform by containing There is an effect.
  • the dielectrophoresis chip is provided with an electrophoresis lane wall along the electrophoresis lane on the electrophoresis lane force substrate, and at least a region of the electrophoresis lane wall formed on the substrate. It is preferable that a protective film covering the electrode row is provided in a region excluding a part.
  • the protective film that covers the electrode array is provided on the substrate, so that the migrating dielectric substance is adsorbed to the electrode array in the electrophoresis lane. Can be prevented.
  • the protective film is provided in a region on the substrate excluding at least a part of the region where the migration lane wall is formed, whereby adhesion between the protective film and the material of the migration lane wall is achieved. Even if it is bad, if you can get enough adhesion!
  • the migration lane is formed of a pair of substrates and a migration lane wall provided between the pair of substrates, and the migration lane is disposed between the pair of substrates. It is preferable to have an inlet for injecting samples! /.
  • the injection port is inevitably formed between the pair of substrates due to the pattern of the migration lane wall, so that a material and a process are separately used to form the injection port. Do not need. Therefore, according to the above configuration, the dielectrophoresis chip can be formed more efficiently than the case where the dielectrophoresis chip is provided with the injection port by drill or the like.
  • the dielectrophoresis chip preferably has input terminal portions for inputting the same voltage from both ends of each electrode to both ends of each electrode in the electrode row. .
  • the electrode array includes a first electrode array and a second electrode array each including a plurality of electrodes arranged in the lane direction of the electrophoresis lane, and the electrophoresis lane includes the electrophoresis lane and the electrophoresis lane.
  • the surfaces facing the electrode rows of the electrophoresis lane are transparent, and the first electrode row and the second electrode row are transparent.
  • Each of the two electrode arrays applies an electric field to the sample injected into the migration lane by forming an electric field by an alternating voltage between the electrodes in each electrode array, and the first electrode array and the second electrode
  • Each electrode in the row is provided so as to face each other through the migration lane and cross the migration lane, and the first electrode row and the second electrode row are transparent in the migration lane. That face opposite areas At least partially formed of a transparent electrode, preferred is Rukoto, of electrodes.
  • each electrode in the first electrode row and the second electrode row is provided so as to face each other via the migration lane, so that it is injected into the migration lane.
  • an electrode for applying an electric field formed by an alternating voltage is provided on the sample so as to sandwich the sample. Therefore, an electric field formed by an alternating voltage is applied to the dielectric material from both surfaces of the sample (sample layer) containing the dielectric material, that is, two opposing surfaces so as to sandwich the dielectric material. Therefore, the behavior of dielectrophoresis of the dielectric substance can be stabilized as compared with the case where the electric field is applied only from one side (one side) of the sample (sample layer).
  • a dielectrophoresis chip that can control the dielectrophoretic behavior of a dielectric substance more efficiently than before and can obtain a stable dielectrophoretic behavior is provided. can do.
  • each of the electrodes in the first electrode row and the second electrode row is provided via the migration lane. It is also possible to apply AC voltages having different conditions such as phase and amplitude to the electrode array and the second electrode array. For this reason, when the electric field is applied only from one side (one side) of the sample (sample layer), that is, compared to the case where one electrode array is not used, the migration behavior is more efficient. It is also possible to control, or to control more complicated migration behavior.
  • a voltage is applied to one of the first electrode row and the second electrode example, and a voltage is applied to both the electrode rows. Can be used properly during the same experiment. As a result, the dielectrophoretic force can be adjusted without changing the driving voltage.
  • At least one of the first electrode row and the second electrode row includes a metal electrode in a portion other than the portion facing the transparent region in the migration lane. Is preferred!
  • first electrode row and the second electrode row are arranged in a portion facing the transparent region in the migration lane, and the migration lane in the first electrode row and the second electrode row. It is preferable that the electrodes opposed to each other have a transparent electrode force portion and at least one portion provided with a metal electrode.
  • the dielectrophoresis chip applies the above-mentioned induction by applying an electric field formed by an alternating voltage to a sample containing an inductive substance.
  • the first electrode row and the second electrode row are formed on the sample injected into the swimming lane by forming an electric field by an alternating voltage between the electrodes in each electrode row.
  • Each of the electrodes in the first electrode row and the second electrode row is provided so as to face each other through the electrophoresis lane, and the electric field is applied.
  • the electrodes in the first electrode row and the second electrode row are provided to face each other via the electrophoresis lane, so that they are injected into the electrophoresis lane.
  • an electrode for applying an electric field formed by an alternating voltage is provided on the sample so as to sandwich the sample. Therefore, according to the above-described configuration, as described above, the above-described dielectric substance is sandwiched between both surfaces of the sample (sample layer) containing the dielectric substance so as to sandwich the dielectric substance. Since an electric field formed by an AC voltage is applied from each surface, the dielectric substance is dielectrophoretically compared to the case where the electric field is applied only from one surface (one surface) of the sample (sample layer). The behavior can be stabilized.
  • the electric field is applied to the dielectric substance from both sides of the sample (sample layer). Therefore, the dielectric substance is applied only from one side of the sample (sample layer). Compared with the case where an electric field is applied, the electric field exerted on the dielectric substance becomes stronger. For this reason, according to the above configuration, the dielectrophoretic force of the dielectric substance can be increased without increasing the driving voltage, compared to the case where the electric field is applied only from one side of the sample (sample layer). Can do.
  • a dielectrophoresis chip that can control the dielectrophoretic behavior of a dielectric substance more efficiently than before and can obtain a stable dielectrophoretic behavior is provided. There is an effect that can be done.
  • the force of each of the first electrode array and the second electrode array are provided via the migration lanes, for example, it is possible to apply AC voltages with different conditions such as phase and amplitude to the first electrode row and the second electrode row, for example. It is. For this reason, when the electric field is applied only from one side (one side) of the sample (sample layer), that is, compared to the case where one electrode array is not used, the migration behavior is more efficient. It is also possible to control, or to control more complicated migration behavior.
  • the first electrode row and the second electrode row may have the same shape in a region where both electrode rows and the electrophoresis lane face each other.
  • the first electrode row and the second electrode row may have the same shape in a region where both electrode rows and the electrophoresis lane face each other.
  • the first electrode array and the second electrode array are ideally used from the viewpoint of the collection effect of the dielectric substance (dielectric particles) at the electrode ends, the control of the levitation force, and the transport control. It is desirable that they overlap with each other in plan view.
  • the first electrode array and the second electrode array overlap each other in a planar manner, for example, from both surfaces of the sample (sample layer) containing the dielectric substance, that is, from two opposing surfaces, respectively.
  • a symmetrical electric field can be applied.
  • the first electrode row and the second electrode row are exactly overlapped in a plane, the control of the levitation force and the transport control of the dielectric substance are facilitated. For this reason, it is desirable that the first electrode row and the second electrode row have the same shape in a region where both electrode rows and the migration lane face each other.
  • each electrode in the first electrode row and the second electrode row is provided so as to intersect with the electrophoresis lane, and the electrophoresis lane includes:
  • the facing surfaces of the migration lane and the electrode rows in at least a part of the region where the migration lane and the first electrode row and the second electrode row face each other are transparent, and the first lane is transparent. It is preferable that at least a part of the electrode in at least one of the electrode row and the second electrode row facing the transparent region in the electrophoresis lane is formed of a transparent electrode.
  • each of the electrodes is provided so as to intersect with the migration lane, and the migration lane includes at least a part of a region where the migration lane faces the first electrode row and the second electrode row.
  • At least one of the surfaces facing each of the electrode rows in the above is transparent, and the electrode row facing the transparent area in the migration lane of the first electrode row and the second electrode row is It is preferable that at least a part of the electrode in the portion facing the transparent region in the electrophoresis lane is formed of a transparent electrode.
  • each electrode in the first electrode array and the second electrode array is provided so as to intersect the electrophoresis lane, and for example, (1) the electrophoresis lane
  • Each of the opposite surfaces of the electrophoresis lane to the electrode rows in at least a part of the region where the migration lane and the first electrode row and the second electrode row face each other (that is, overlap) are transparent,
  • at least one of the first electrode row and the second electrode row has a force that at least a part of the electrode facing the transparent region in the migration lane is formed of a transparent electrode.
  • the electrophoresis lane is opposed to each electrode array in at least a part of a region where the electrophoresis lane and the first electrode array and the second electrode array oppose (ie, overlap). Less face Both of them are transparent, and the electrode row that faces the transparent region in the migration lane in the first electrode row and the second electrode row faces the transparent region in the migration lane.
  • each electrode in the first electrode row and the second electrode row is provided so as to intersect the electrophoresis lane, and the electrophoresis lane includes the electrophoresis lane and the first electrode lane.
  • the surface facing the electrode rows of the electrophoresis lane in at least a part of the region where the electrode rows and the second electrode rows face each other (that is, overlap) is transparent, and the first electrode row And the second electrode row is formed by forming at least a part of the electrode facing the transparent region in the migration lane as a transparent electrode.
  • observation with a transmitted light and photographing observation with a transmission mode, photographing
  • observation with a transmission mode, photographing observation with a transmission mode, photographing
  • an observation system by projection can be constructed. Therefore, according to the above configuration, it is possible to provide a dielectrophoresis chip in which the restriction of the observation conditions is relaxed. Since the dielectrophoresis chip can be observed and photographed by transmitted light as described above, it is very effective for observation using a lot of fluorescence observation and filtering.
  • At least one of the first electrode row and the second electrode row includes a metal electrode in a portion other than the portion facing the transparent region in the migration lane. Is preferred!
  • an electrode formed of the transparent electrode material is compared with an electrode formed of a metal material (metal electrode).
  • the resistance is relatively high.
  • the electrode row has a metal electrode in the electrode row, such as a two-layer structure of a transparent electrode and a metal electrode. Therefore, by providing the metal electrode in a portion other than the portion facing the transparent region in the electrophoresis train in the electrode example (that is, the portion not facing), observation in the electrode region is possible.
  • the resistance of the entire electrode array can be reduced as compared with the case where the electrode array is formed of only transparent electrodes, and the parasitic capacitance between the electrodes can be reduced. Therefore, according to the above configuration, observation in the electrode region is possible, and attenuation and delay of the input voltage (electrophoresis control input voltage) can be suppressed. The effect is that a dielectrophoresis chip can be provided.
  • each electrode in the first electrode row and the second electrode row is provided so as to cross the electrophoresis lane
  • the electrophoresis lane includes: The facing surfaces of the electrophoresis lane to the electrode rows in at least a part of the region where the electrophoresis lane and the first electrode row and the second electrode row face each other (that is, overlap) are transparent, and The first electrode row and the second electrode row are connected to the migration level.
  • a portion of the first electrode row and the second electrode row facing the transparent region in the first electrode row and the second electrode row facing each other through the migration lane are both transparent electrode force portions and at least one metal It is preferable to have a portion provided with an electrode.
  • the above in the first electrode row and the second electrode row in the portion facing the transparent region in the migration lane, the above in the first electrode row and the second electrode row.
  • the resistance of the entire electrode array can be reduced.
  • the electrode array can be kept low, and the parasitic capacitance between the electrodes can be reduced.
  • observation and photographing using transmitted light that passes through the transparent electrodes (transmission) Mode) and reflection (epi-illumination) from the metal electrode It is possible to provide a dielectrophoresis chip that can be used for both observation and photographing (epi-illumination mode) using light.
  • each electrode in the first electrode row and the second electrode row is provided so as to intersect the electrophoresis lane, and the electrophoresis lane includes one substrate. It is preferable that a plurality of electrodes are provided on the top, and each electrode in the first electrode row and the second electrode row is provided across the plurality of migration lanes.
  • each electrode in the first electrode row and the second electrode row is provided so as to intersect the migration lane, and the migration lane force is on one substrate.
  • There are a plurality of electrodes and each electrode in the electrode row is provided across the plurality of swimming lanes, that is, each electrode is provided in common in the plurality of electrophoresis lanes.
  • an AC voltage electrophore control voltage
  • an electric field can be applied to a plurality of electrophoresis lanes simultaneously. Therefore, according to the above configuration, migration control of a plurality of samples can be performed simultaneously in a lump.
  • each electrode force in the first electrode row and the second electrode row is provided so as to intersect the electrophoresis lane, and
  • the type of sample for example, a medium such as a solvent
  • a medium such as a solvent is the same, and it is possible to simultaneously select a plurality of specific particles by changing the electrode shape for each electrophoresis lane, which makes it possible to efficiently select a plurality of particles. Therefore, according to said structure, there exists an effect that the dielectrophoresis chip corresponding to a wide use can be provided.
  • the dielectrophoresis chip is provided so as to intersect with the electrophoretic lanes of the respective electrode forces in the first electrode row and the second electrode row.
  • the electrodes may be adjacent to each other in the electrophoresis lanes. It is preferable that at least one of the column shape, electrode width, and electrode interval is different.
  • the dielectrophoresis chip is provided so as to intersect with the electrophoretic lanes of the respective electrode forces in the first electrode array and the second electrode array.
  • the electrophoresis lanes are separated from each other. It is preferable that at least one of the shape, the electrode width, and the electrode interval of the electrode row is different in each of the electrophoresis lanes and the area between the electrophoresis lanes! ! /
  • the electrode shape of the electrode row in the region between the migration lanes is a stripe structure. It is also possible to suppress the increase in wiring resistance by shortening the wiring length.
  • At least one of the shape, the electrode width, and the electrode interval of the electrode array is formed in each electrophoresis lane and in a region between the electrophoresis lanes.
  • the dielectrophoresis apparatus has the configuration including the dielectrophoresis chip.
  • the dielectrophoresis system has a configuration including the dielectrophoresis apparatus as described above.
  • the dielectrophoresis system includes the dielectrophoresis chip and has the configuration described above.
  • the dielectrophoresis apparatus and the dielectrophoresis system force As described above, the facing surface of the electrophoretic lane and the electrode array in at least part of the region where the electrophoretic lane and the electrode array overlap is transparent, and
  • the electrode array includes a dielectrophoresis chip in which at least a part of an electrode that overlaps a transparent region in the electrophoresis lane is formed of a transparent electrode. Any direction above or below the migration lane that is not blocked by the electrodes provided on the migration lane of the migration chip Therefore, it is possible to observe the electrode region, that is, the region in which the dielectrophoretic force is applied to the dielectric substance.
  • observation with transmitted light and imaging observation and imaging with transmission mode
  • observation and imaging with transmission mode observation and imaging with transmission mode
  • an observation system by projection can be constructed. Therefore, it is possible to provide a dielectrophoresis apparatus and a dielectrophoresis system in which the restrictions on the observation conditions are relaxed compared to the conventional case and the application range to the test conditions is wide. Therefore, according to the above configuration, there is an effect that it is possible to provide a dielectrophoresis apparatus and a dielectric swimming system in which the observation environment is improved as compared with the related art.
  • the dielectrophoresis apparatus has, as the dielectrophoresis chip, a first electrode array and a second electrode array each having a plurality of electrodes arranged in the lane direction of the electrophoresis lane. And, as described above, each of the electrodes in the first electrode row and the second electrode row is provided with a dielectrophoresis chip provided opposite to each other via the electrophoretic lane.
  • An electric field formed by an alternating voltage is applied to the conductive material so that the dielectric material is sandwiched between both surfaces of the sample (sample layer) containing the dielectric material, that is, two opposing surfaces. Therefore, compared to the case where the electric field is applied only from one side (one side) of the sample (sample layer), the behavior of dielectrophoresis of the dielectric substance can be stabilized.
  • the electric field is applied to the dielectric substance from both sides of the sample (sample layer), the electric field is applied only to the single-sided force of the sample (sample layer). Compared with the case where the electric field is applied, the electric field exerted on the dielectric substance becomes stronger. For this reason, according to the above configuration, the dielectrophoretic force of the dielectric substance can be increased without increasing the driving voltage, compared to the case where the electric field is applied only from one side of the sample (sample layer). it can.
  • a dielectrophoresis apparatus that can control the dielectrophoretic behavior of a dielectric substance more efficiently than before and can obtain a stable dielectrophoretic behavior is provided. be able to.
  • each electrode in the first electrode row and the second electrode row is provided via the migration lane, so that, for example, the first electrode row It is also possible to apply AC voltages having different conditions such as phase and amplitude to the electrode array and the second electrode array. Therefore, the electric field is applied only from one side (one side) of the sample (sample layer). In other words, compared to the case where one electrode array is not used, it is possible to control the electrophoretic behavior more efficiently or to control the electrophoretic behavior more complicated. Therefore, according to the above configuration, there is an effect that it is possible to provide a dielectrophoresis apparatus in which the observation environment is improved as compared with the conventional case where the application range for the test conditions is wide.
  • a voltage is applied to one of the first electrode row and the second electrode example, and a voltage is applied to both the electrode rows. Can be used properly during the same experiment. As a result, the dielectrophoretic force can be adjusted without changing the driving voltage.
  • the dielectrophoresis apparatus includes a control unit that controls a voltage applied to the first electrode array and the second electrode array, and the control unit includes the first electrode array and the first electrode array.
  • the control unit includes the first electrode array and the first electrode array.
  • the AC voltages having different phases are applied to the electrodes adjacent to each other, and the AC voltages having the same phase are applied to the electrodes facing each other via the migration lane. I like to talk.
  • alternating voltages having different phases are applied to the electrodes adjacent to each other in the first electrode row and the second electrode row, and the migration lane is An AC voltage having the same phase is applied to the electrodes facing each other through the two electrodes, so that the dielectric substance can be applied to both surfaces of the sample (sample layer) containing the dielectric substance, that is, from the two opposing faces.
  • Each can apply a symmetric electric field. Therefore, according to the above configuration, there is an effect that a strong dielectrophoretic force can be obtained.
  • control unit applies an AC voltage so that the phases are sequentially shifted by ⁇ with respect to the electrodes adjacent to each other in the first electrode row and the second electrode row, respectively. I prefer it to be something!
  • the levitation force of the dielectric substance is efficiently controlled by applying the AC voltage so that the phases are sequentially shifted by ⁇ to the electrodes adjacent to each other in each electrode row. If you can, it will have a positive effect.
  • control unit applies an AC voltage so that the phase is sequentially shifted by ⁇ 2 to the electrodes adjacent to each other in the first electrode row and the second electrode row. Preferably there is. [0509] As described above, by applying an AC voltage so that the phase is sequentially shifted by ⁇ 2 to the electrodes adjacent to each other in each electrode row, the dielectric substance can be efficiently conveyed. If you can!
  • the dielectrophoresis apparatus includes a control unit that controls a voltage applied to the first electrode row and the second electrode row, and the control unit includes the first electrode row and the first electrode row.
  • the control unit includes the first electrode row and the first electrode row.
  • AC voltages having different phases are applied to the electrodes adjacent to each other, and AC voltages having different phases are applied to the electrodes facing each other via the migration lane. I like it.
  • the dielectric material can be separated and transported only by switching the target electrode to which the voltage is applied.
  • the dielectric material can be easily separated and transported more efficiently.
  • the dielectric material is transported while giving a levitating force to the dielectric material, the dielectric material is difficult to settle and has both the effect of habit.
  • control unit (1) sets the X-th electrode in the first electrode array to ⁇ , X
  • the + ⁇ -th electrode is ⁇ + ⁇ ( ⁇ and ⁇ are integers of 1 or more), and the second electrode array arranged at a position facing each of the electrodes ⁇ , ⁇ + ⁇ through the electrophoresis lane ⁇ ⁇ , ⁇ + ⁇ respectively, and the distance between the surface of Ax and the surface of ⁇ is V, and the distance between the center of Ax and the center of Ax + n is H, Satisfying HZV ⁇ 5, the phase difference of Ax + n and Bx with respect to Ax is ⁇ , and the AC voltage is applied so that the phase difference of Bx + n with respect to Ax is 0.
  • the Xth electrode in the first electrode row is Ax
  • the x + nth electrode is Ax + n
  • the electrodes in the second electrode array arranged at positions facing the electrodes Ax and Ax + n are Bx and Bx + n, respectively, and between the surface of the Ax and the surface of Bx.
  • the above-mentioned n satisfies HZV ⁇ 5, and either Ax + n or Bx above Ax
  • the electrode has a phase difference of ⁇ ⁇ 2
  • the other electrode has a phase difference of 3 ⁇ ⁇ 2
  • an AC voltage is applied so that the phase difference of Bx + n with respect to Ax is ⁇ . It is preferable.
  • the electrodes Ax, Ax + 2, Bx in the electrophoresis lane can be applied to each of the electrodes by applying an alternating voltage under a phase condition that satisfies the above relationship.
  • Bx + 2 has the effect of trapping the dielectric material in the center of the space.
  • control unit selects four target electrodes Ax, Ax + n, Bx, and Bx + n to which the alternating voltage is applied in the first electrode row and the second electrode row. It is preferable that the unit is moved sequentially so that the X of each unit, which also has the combined force of the electrodes, increases by one.
  • the target electrode to which the AC voltage is applied in the first electrode row and the second electrode row is composed of a combination of four electrodes Ax, Ax + n, Bx, and Bx + n 1
  • the dielectric material is trapped in the center of the space surrounded by the unit to which the AC voltage is applied, and the dielectric is trapped.
  • the substance can be transported. Therefore, according to the above configuration, the dielectric substance can be efficiently transported as compared with the conventional TWD mode.
  • the dielectrophoresis system force includes a first electrode row and a second electrode row each having a plurality of electrodes arranged in the lane direction of the electrophoresis lane, and as described above, the first electrode row And a second dielectrophoresis chip provided with the respective electrodes in the second electrode array facing each other through the electrophoretic lane, or a dielectrophoresis device including the dielectrophoresis chip. Since the electric field formed by the AC voltage is applied to both the surfaces of the sample (sample layer) containing the dielectric substance so as to sandwich the dielectric substance, the electric field formed by the AC voltage is applied to the conductive substance. Compared with the case where the electric field is applied only from one side (one side) of the sample (sample layer), the behavior of dielectrophoresis of the dielectric substance can be stabilized.
  • a dielectrophoresis system that can control the dielectrophoretic behavior of a dielectric substance more efficiently than before and can obtain a stable dielectrophoretic behavior. be able to.
  • each electrode in the first electrode row and the second electrode row is provided via the migration lane, for example. It is also possible to apply AC voltages having different conditions such as phase and amplitude to the electrode array and the second electrode array. For this reason, when the electric field is applied only from one side (one side) of the sample (sample layer), that is, compared to the case where one electrode array is not used, the migration behavior is more efficient. It is also possible to control, or to control more complicated migration behavior. Therefore, according to the above configuration, there is an effect that it is possible to provide a dielectrophoresis system in which the observation environment is improved as compared with the conventional case where the application range for the test conditions is wide.
  • a voltage is applied to one of the first electrode row and the second electrode row, and a voltage is applied to both the electrode rows. Can be used properly during the same experiment. As a result, the dielectrophoretic force can be adjusted without changing the driving voltage.
  • dielectrophoresis chip dielectrophoresis apparatus, and dielectrophoresis system described above can be suitably applied to, for example, a bio-research microarray such as separation and detection of specific cells.
  • the dielectrophoresis chip, the dielectrophoresis apparatus, and the dielectrophoresis system according to the present invention are used for bioresearch microarrays such as separation and detection of specific cells, for example, dielectric substances such as biomolecules and resin beads.
  • bioresearch microarrays such as separation and detection of specific cells, for example, dielectric substances such as biomolecules and resin beads.
  • a wide range of blood cell components such as red blood cells, white blood cells, and lymphocytes; bacteria such as Escherichia coli and Listeria; biomolecules such as DNA (deoxyribonucleic acid; deoxyribose nucleic acid) and tannoic acid;
  • DNA deoxyribonucleic acid; deoxyribose nucleic acid
  • tannoic acid tannoic acid
  • it is suitably used for applications such as analysis of DNA, proteins, cells, etc. (reaction 'detection' separation 'transport); chemical synthesis (microplant);

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Abstract

　誘電泳動パネル（１０）は、誘電性物質を含む試料に交流電圧により形成された電界を印加することにより上記誘電性物質を誘電泳動させる。誘電泳動パネル（１０）は、誘電性物質を誘電泳動させる泳動レーン（３）と、泳動レーン（３）と交差する複数の泳動電極（６ａ）からなり、泳動レーン（３）に注入された試料に電界を印加するために交流電圧を印加することで誘電性物質を誘電泳動させる泳動電極アレイ（６）とを備えている。泳動レーン（３）は、泳動レーン（３）と泳動電極アレイ（６）とが重畳する領域の少なくとも一部における泳動レーン（３）の泳動電極アレイ（６）との対向面が透明であり、かつ、泳動電極アレイ（６）は、泳動レーン（３）における透明な領域と重畳する部分の泳動電極（６ａ）の少なくとも一部が透明電極で形成されている。

Description

明 細 書
誘電泳動チップおよび誘電泳動装置並びに誘電泳動システム
技術分野
[0001] 本発明は、生体分子ゃ榭脂ビーズ等の粒子を誘電泳動力によって搬送する誘電 泳動チップおよび誘電泳動装置並びに誘電泳動システムに関するものである。
背景技術
[0002] 近年、化学分析システムとして、ラボ ·オン ·チップ（Lab- on- a- Chip； Laboratory on a Chip)や μ -TAS (Micro Total Analysis System)と称される化学分析システムの研究 開発が盛んに行われている。これら化学分析システムは、半導体の微細加工技術に より、掌にのるサイズのマイクロチップ基板を用いて、この 1つのマイクロチップ基板（1 チップ）上に、ポンプ、バルブ、反応槽、各種センサ等を集積化'小型化したものであ る。上記マイクロチップ基板としては、例えば、ガラス基板等が挙げられる。
[0003] これら化学分析システムでは、このマイクロチップ基板上に設けられた微細な流路 を流れる流体中で粒子を搬送、分離、収集することにより各種分析が行われる。これ ら化学分析システムは、微量サンプルで測定が可能であり、また、反応時間の短縮、 前処理を含めた測定の自動化、装置の小型化、装置のデイスポーザブル化、低コス ト、人手の削減等の利点があり、特に、医療や環境測定の分野においてその利点を 最大限に発揮できると考えられている。これら化学分析システムは、医療分野をはじ めとして、食品衛生分野、環境モニタリング等に広く応用が可能である。
[0004] これら化学分析システムにおける分析対象は、血液を分離することで得られる赤血 球、白血球、リンパ球等の血球成分;大腸菌、リステリア菌等の細菌； DNA (デォキシ リ ^^酸： deoxyribonucleic acid； deoxyribose nucleic acid)、タンノヽク質等の生体分 子;等、幅広い。また、主な用途としては、例えば、これら DNA、タンパク質、細胞等 の解析 (反応'検出 '分離'搬送）；化学合成 (マイクロプラント）；等が挙げられる。
[0005] このため、これら化学分析システムは、大学病院等の大型の研究機関だけでなぐ 地域の診療所や一般の家庭での検査や健康管理ができる手段として注目を集めて いる。このため、このような分析チップには、分析精度の高さに加え、安価で取り扱い が容易であり、かつ、迅速な分析が可能であることが求められており、現在、実用化 を目指して研究が行われて 、る。
[0006] これまで、マイクロチップ基板上で解析を目的とする試料 (例えば、試料溶液 (含有 粒子溶液) )を操作する手法としては、流路加工およびマイクロポンプ等による圧力制 御や、電気泳動（electrophoresis)、誘電泳動（DEP ; dielectrophoresis)等の電気的 性質を利用した方式が提案されている。
[0007] 特に誘電泳動現象は、流体中での粒子 (生体分子含む)の搬送、分離、収集等の 駆動力として、粒子それ自身の電荷に関係なくあらゆる粒子に作用しうる不均一交流 電場を利用しており、粒子の分離 '搬送に適している。このため、誘電泳動現象は、 対象物 (粒子状物質)の選択操作に適していることから、この誘電泳動現象を利用し た化学分析システムの研究が進められている（例えば特許文献 1〜5、非特許文献 1 〜4参照)。
[0008] 図 35は、誘電泳動現象を利用した従来の粒子搬送装置の概略構成を示す斜視図 であり、図 35は、非平行な電極対を複数配列した粒子搬送装置の概略構成を示して いる。
[0009] 上記誘電泳動現象を利用した化学分析システムの応用例として、例えば、特許文 献 1には、図 35に示すように、血液試料等のサンプル液を流すための流路 101の下 面に、非平行な電極対 111 · 112が複数配列された粒子搬送装置 100が開示されて いる。上記粒子搬送装置 100においては、非平行な電極対 111 · 112によって得ら れる不均一電場によって生じる誘電泳動力により粒子の搬送が行われる。
[0010] さら〖こ、上記誘電泳動現象を利用した応用例としては、例えば、電極 (泳動電極ァ レイ）として櫛型電極を使用した誘電泳動による粒子制御の方法が知られて!/ヽる（例 えば特許文献 2〜4、非特許文献 1〜4参照)。
[0011] 図 36 (a)は、櫛型電極を使用して細胞を分離する従来の誘電泳動装置の概略構 成を示す側面図であり、図 36 (b)は、図 36 (a)に示す誘電泳動装置における要部（ 電極形成部）の構成を示す平面図である。
[0012] 例えば、非特許文献 1には、図 36 (a) · (b)に示すように、ガラス基板 201上に設け られた櫛型電極 202に、交流 (AC)信号発生器 203により高周波を印加することで、 電極チャンバ 204 (流路）内の生細胞と死細胞とを、各々の誘電率の差から生じる誘 電泳動力を利用して分離する技術が開示されている。
[0013] また、特許文献 2には、櫛型電極を利用し、電界集中部分となる電極のギャップ部 に、誘電泳動により試料溶液中の微生物 (細菌等の生体粒子等)を集中させ、電極 間のインピーダンス測定を行うことで該微生物の濃度を測定する技術が開示されて いる。
[0014] また、図 37は、櫛形電極を使用して細胞を搬送する技術を説明する図である。
[0015] 非特許文献 2および特許文献 3には、図 37に示すように、隣接する電極 301· ··に 印加する信号の位相条件によって、泳動媒体中の粒子が、電極 301面より上方に浮 上、搬送されることが開示されている。
[0016] このように、粒子 (細胞等の生体物質を含む)を含む泳動媒体に対して、適当な周 波数および電圧の高周波を印加することで、該粒子を分離、浮上、搬送させる操作 技術が知られている。
[0017] 誘電泳動とは、印加した電界とそれにより誘起される電気双極子との相互作用によ り粒子に力が働く現象であり、より具体的には、不均一交流電場を印加した際に発生 する電気力線場と物質の分極との相互作用により物質が力 (誘電泳動力）を受けて 移動する現象である。誘電泳動力は、粒子と溶媒の誘電率、印加電圧の周波数等に 依存する。誘電泳動（DEP)には、粒子と溶媒の誘電率、さらに印加電圧の周波数に より、電界の強い方向へと力が働く「正の誘電泳動」（以下、「p— DEP」と記す）と、弱 い方向へ力が働く「負の誘電泳動」（以下、「n— DEP」と記す）とがある。
[0018] 以下に、誘電泳動の原理について説明する。
[0019] 溶媒中に懸濁した粒子力 なる系に電場をカ卩えると、双極子モーメントが誘起され る。前記したように電場が例えば交流 (AC)である場合、双極子モーメントは同位相 および異位相成分を有するベクトルとして定義される。
[0020] 不均一電界中で誘電粒子に作用する誘電泳動力 F (t)の時間平均値は、例えば非 特許文献 3に記載されているように、下記式（1)で表わされる。
[0021] [数 1] F = 2re E o £ mr 3{Re [f CM]VEz rms+Im[f ΟΜ] (Εζ χ0νφχ + Ε%0νφΓ+Ε2 ζ0νφζ)}
( ε %+2 £ *m)
Figure imgf000006_0001
… 1)
[0022] なお、式（1)中、各記号は、以下の成分を表す。
F:不均一電界中で誘電粒子に作用する誘電泳動力 F(t)の時間平均値 [Ν]、 ε ：
0 真空の誘電率 [FZm]、 r:粒子半径 [m]、 Ε ：電界 [VZm]の 2乗平均平方根、 E ：各々の電界
Figure imgf000006_0002
成分の位相 [rad]、 f ：クラジウス モソッティ係数 (粒子の誘電率の周波数依存性
CM
を表す)、 ε ：粒子の比誘電率、 ε ：溶媒の比誘電率、 ：粒子の複素誘電率 [F
P m P
Zm]、 ε * ：溶媒の複素誘電率 [FZm]、 ω：角周波数 [radZs]、 σ ：粒子の導電 m p
率 [Q_1'm_1]、 σ :溶媒の導電率[0_1'111_1]、 虚数単位、1^:複素数の実数 部、 Im:複素数の虚数部、▽:勾配ベクトル (グラジェント)。
[0023] 式（1)に示されるように、誘電泳動力は、定常 DEP(DEP)および進行波 DEP(Tra veling- Wave DEP:以下、「TWD」と記す）の 2つの成分を有する。
[0024] DEPは電界の大きさの不均一分布に起因して生じる力（電界により誘導された分 極の同位相成分;式（1)の実数部分)である。一方、 TWDは、電界成分の位相の不 均一分布に起因して生じる力（電界により誘導された分極の損失成分;式（1)の虚数 部分)である。このように誘電泳動挙動は、電界の大きさの不均一性及び電界の位相 の不均一性により誘起される。
[0025] 電界位相が一定、すなわち TWD成分がゼロである場合、 DEPのみが作用すること となる。この結果、式（1)は下記式（2)に示すように簡略ィ匕される（定常 DEP)。
[0026] [数 2]
Ρ=2π £ o∑ mr3Re[f CM]VE2 rms
Re[f CM]= (EP~, / (ε ,,-2 f m) +
3 (Ε Π,σρ— Ε ρσ T^ (tjp— 2 crm) 2 (1+ωΤ2
… 2)
[0027] ここで、 Τ はマクスゥエル.ワグナー (Maxwell Wagner)の荷電緩和時間であり、次 式（3)に示すように表される
[0028] [数 3]
Figure imgf000007_0001
( ε ρ + 2 £ m) / ( σ ρ + 2 σ Μ) … ( 3 )
[0029] DEPのみを考えた場合、 ε = ε * ε = ε *であり、粒子の比誘電率（ ε )が溶 p m m p 媒の比誘電率（ε )よりも大きい場合（ε > ε )、すなわち Re[f ] >0の場合、誘 m p m CM
電泳動力は、電界強度の強い方向に働く。つまり、正の誘電泳動 (p— DEP)力が作 用する。この結果、粒子は電界勾配の大きい方向へ移動する。
[0030] 一方、粒子の比誘電率（ε )が溶媒の比誘電率（ε )よりも小さい場合（ ε < ε ) p m p m
、すなわち Re[f ] < 0の場合、誘電泳動力は、電界強度の弱い方向に働く。つまり、
CM
負の誘電泳動 (n— DEP)力が作用する。この結果、粒子は電界勾配の小さい方向 へ移動する。
[0031] 具体的な挙動としては、前記したように電極として櫛型電極を使用する場合、溶媒 の比誘電率 ε )
m）よりも大きい比誘電率（ pを有する粒子は電極上、より詳しくは電 極端辺にトラップされる。一方、溶媒の比誘電率（ε )
mよりも小さい比誘電率（ε ) pを 持つ粒子は、電極上方に浮揚する。なお、電界位相が一定でない場合、式（1)より D EPおよび TWDの両方が作用し得る。
[0032] 従って、 2種の粒子を分離する場合、 1種の粒子については Re[f ] >0となり、もう
CM
1種の粒子にっ 、ては Re[f ] < 0となるような周波数を選択すればょ 、。
CM
[0033] 一方、 TWDの場合は、上記 DEPの場合と同様に、 I [f ] >0の場合に電場の位 m CM
相の大きい方向、すなわち電場の移動方向に沿って誘電泳動力が働き、 I [f ] < 0 m CM の場合に、電場の位相の小さい方向、すなわち電場の移動方向と反対方向に誘電 泳動力が働く。
[0034] 櫛型電極を用いた場合、 TWDは電極配線長方向と垂直な方向へ働く。ここで、 T WDは電極平面からの高さにより作用が変化する。すなわち電極平面付近よりは、平 面から一定の距離離れている方が TWDの影響を顕著に受ける。このことから、 TWD による目的粒子の搬送の際、最初に DEPのみによる目的粒子の浮揚 (DEPモード） を行い、その後、 TWDを作用させて目的粒子の搬送 (TWDモード)を行うことにより 、目的粒子に TWDを効率的に作用させることができる。
[0035] 次に、図 37を用いて、従来の誘電泳動装置における印加電圧の位相条件を説明 する。例えば、図 37に示すように、複数の電極 301· ··からなる電極列において、隣接 する電極 301 · · ·に印加する信号の位相条件を、非特許文献 2および特許文献 3に記 載されているように、 0° 、 180。 、0。 、 180。 、…と設定すると、式（1)は実部のみ（ すなわち式（2) )となる。この結果、泳動媒体中の粒子は、電極 301面より上方に浮 揚する力（DEP)を受けて浮上する。そこで、その後、上記電極例において、隣接す る電極 301 · · ·に印加する信号の位相条件を、非特許文献 2および特許文献 3に記載 されているように、0。 、90° 、 180。 、 270° 、…と設定すると、式（1)は実数部、虚 数部とも持つことになる。この結果、泳動媒体中の粒子は、搬送力（TWD)を受けて 搬送される。
[0036] 通常、上記した誘電泳動による試料溶液 (泳動媒体）中の粒子の挙動を観察する 際には、粒子の蛍光、発光、反射光、透過光等を、撮像装置により検出 (撮像)する 必要がある。このような観察 (検出）は、一般的に、半導体チップ基板 (マイクロアレイ） に設けられた流路の上部もしくは下部に、 CCD等の撮像装置を設置することにより 光学的に行われる。このため、流路における少なくとも撮像装置設置側の面、すなわ ち、上記流路を構成する少なくとも一方の基板は、光学的に透明である必要がある。 特許文献 1 :日本国公開特許公報「特開平 6— 174630号公報 (公開日： 1994年 6月 24日）」
特許文献 2 :日本国公表特許公報「特表 2003— 504196号公報 (公表日： 2003年 2 月 4日）」（国際公開第 01Z005514号パンフレット（国際公開日： 2001年 1月 25日） に対応）
特許文献 3 :日本国公開特許公報「特開 2000— 125846号公報 (公開日： 2000年 5 月 9日）」
特許文献 4：日本国公表特許公報「特表 2003 - 504629号公報 (公表日： 2003年 2 月 4日）」（国際公開第 01Z005512号パンフレット（国際公開日： 2001年 1月 25日） に対応）
特許文献 5 :日本国特許掲載公報「特許第 3453136号公報 (登録日：2003年 7月 1 8日、公表日： 1994年 11月 2日）」（対応米国特許第 5, 454, 472号 (登録日： 1995 年 10月 3日））
特許文献 6 :日本国公開特許公報「特開 2000— 298109号公報 (公開日： 2000年 1 0月 24日）」
非特干文献 1 : HaiDo Li et al., Dielectrophoretic separation and manipulation of live and heat-treated cells of Listeria on microfabricated devices with interdigitated elec trades", Sensors and Actuators B 86, p.215-221, 2002.
非特許文献 2 : Ronald Pethig et al., 'Enhancing Traveling-Wave Dielectrophoresis wi th Signal Superposition", IEEE Engineering in medicine and biology magazine, p.43- 5 0, Nov./Dec. 2003.
非特許文献 3 : Xiao- Bo Wang et al., 'Dielectrophoretic Manipulation of Particles ,IE EE Trans. Ind. Applicat., vol.33, No.3, p.660- 669, May./June 1997.
非特許文献 4 : R. Krupke et.al., "Separation of metallic from semiconducting single- walled carbon nanotubes" SCIENCE, vol.301, 18 July 2003, p.344- 347
非特許文献 5 : J. Voldman et al. "Design and analysis of extruded quadrupolar dielec trophoretic traps", Journal of Electrostatics 57 (2003) p.69- 90
発明の開示
[0037] しカゝしながら、現在、提案、開発されている、誘電泳動現象を利用した化学分析シ ステムにおける半導体チップ基板 (誘電泳動チップ)並びにこれを用いた粒子搬送用 装置 (誘電泳動装置）は、例えば、以下に示すような課題を有している。
[0038] 従来、誘電泳動電極には、金 (Au)等の金属材料が一般的に使用されている。
[0039] このため、従来の誘電泳動装置は、このように、流路の片面に、金電極等の光学的 に不透明な電極が形成されて ヽることで、 CCD等の撮像装置 (撮像系）の設置が、 流路における電極形成面とは反対側の一面に限られる。
[0040] しかも、従来の誘電泳動装置は、流路の片面に、金電極等の光学的に不透明な電 極が形成されていることで、透過光による撮像は不可能であった。
[0041] 本発明は、上記各問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、例えば従来より も観察条件の制限が緩和される等、従来よりも観察環境が改善された誘電泳動チッ プおよび誘電泳動装置並びに誘電泳動システムを提供することにある。
[0042] 上記誘電泳動チップは、上記課題を解決するために、誘電性物質を含む試料に交 流電圧により形成された電界を印加することにより上記誘電性物質を誘電泳動させる 誘電泳動チップであって、上記誘電性物質を誘電泳動させる泳動レーンと、上記泳 動レーンと交差する複数の電極力 なり、上記泳動レーンに注入された試料に電界 を印加するために交流電圧を印加することで上記誘電性物質を誘電泳動させる電極 列とを備え、上記泳動レーンは、上記泳動レーンと電極列とが重畳する領域の少なく とも一部における上記泳動レーンの上記電極列との対向面が透明であり、かつ、上 記電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領域と重畳する部分の電極の少なくと も一部が透明電極で形成されて 、る構成を有して！/、る。
[0043] このため、上記試料を観察する際、上記電極に遮られることなぐ上記泳動レーン の上方および下方の何れの方向からも、電極領域、すなわち、上記誘電性物質に誘 電泳動力を与える領域における観察が可能となる。また、上記の構成によれば、透過 光による観察、撮影 (透過モードによる観察、撮影)が可能となることから、投影による 観察システムの構築が可能となる。よって、上記の構成によれば、従来よりも観察条 件の制限が緩和され、この結果、試験条件に対する応用範囲が広い誘電泳動チップ を提供することができる。したがって、上記の構成によれば、従来よりも観察環境が改 善された誘電泳動チップを提供することができるという効果を奏する。
[0044] また、上記誘電泳動装置は、上記課題を解決するために、上記誘電泳動チップを 備えている。上記誘電泳動システムは、上記課題を解決するために、上記誘電泳動 装置を備えている。
[0045] 上記誘電泳動装置並びに誘電泳動システムは、上記したように、上記誘電泳動チ ップを備えていることで、試料を観察する際に、上記誘電泳動チップにおける泳動レ ーンに設けられている電極に遮られることなぐ上記泳動レーンの上方および下方の 何れの方向からも、電極領域、すなわち、上記誘電性物質に誘電泳動力を与える領 域における観察が可能となる。よって、上記の各構成によれば、従来よりも観察条件 の制限が緩和され、この結果、試験条件に対する応用範囲が広い誘電泳動装置並 びに誘電泳動システムを提供することができる。したがって、上記の構成によれば、 従来よりも観察環境が改善された誘電泳動装置並びに誘電泳動システムを提供する ことができると!/、う効果を奏する。
図面の簡単な説明
[図 1]実施の形態 1にかかる誘電泳動パネルの概略構成を示す斜視図である。
[図 2]図 1に示す誘電泳動パネルを上側基板側カゝら見た平面図である。
[図 3]図 2に示す誘電泳動パネルの A— A線矢視断面図である。
[図 4]図 2に示す誘電泳動パネルの B—B線矢視断面図である。
[図 5]図 1に示す誘電泳動パネルを備えた誘電泳動システムの概略構成図である。
[図 6]実施の形態 2にかかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図である。
[図 7]図 6に示す誘電泳動パネルの一泳動レーンにおける観察領域近傍の概略構成 を一部破断にて示す平面図である。
[図 8]図 6に示す誘電泳動パネルの D— D線矢視断面図である。
[図 9]実施の形態 2にかかる他の誘電泳動パネルの概略構成を示す断面図である。
[図 10]実施の形態 3にかかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図である。
[図 11]実施の形態 4にかかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図である。
[図 12] (a)は、実施の形態 5にかかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図であ り、（b)〜（e)は、（a)に示す誘電泳動パネルの各泳動レーンにおける泳動電極の形 状を模式的に示す平面図である。
[図 13]実施の形態 6にかかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図である。
[図 14]実施の形態 7にかかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図である。
[図 15]図 14に示す誘電泳動パネルの E— E線矢視断面分解図である。
[図 16]実施の形態 8にかかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図である。
[図 17]図 16に示す誘電泳動パネルの F - F線矢視断面図である。
[図 18]実施の形態 9にかかる誘電泳動パネルを上側基板側力も見た平面図である。
[図 19]図 18に示す誘電泳動パネルの A，一 A '線矢視断面図である。
[図 20]図 18に示す誘電泳動パネルの B ' - B，線矢視断面図である。
[図 21]図 18に示す誘電泳動パネルを備えた誘電泳動システムの概略構成図である [図 22]図 21に示す誘電泳動システムを用いて泳動媒体中の目的粒子の浮揚'搬送 を行う様子を、図 21に示す誘電泳動パネルの断面にて模式的に示す要部断面図で あり、（a)は、 DEPモードにより、目的粒子の浮揚を行う様子を示す要部断面図であ り、（b)は、浮揚した目的粒子を TWDモードにより搬送する様子を示す要部断面図 である。
[図 23]実施の形態 9にかかる他の誘電泳動パネルを上側基板側から見た平面図で ある。
[図 24]実施の形態 9にかかる誘電泳動パネルにおいて、第 1電極列における電極と 第 2電極列における電極との平面的な位置ずれについて説明する平面図である。
[図 25]実施の形態 10にかかる誘電泳動パネルを上側基板側力も見た平面図である
[図 26]図 25に示す誘電泳動パネルの C ' - C，線矢視断面図である。
[図 27]実施の形態 10にかかる他の誘電泳動パネルの概略構成を示す断面図である
[図 28]図 21に示す誘電泳動システムを用いて泳動媒体中の目的粒子の浮揚'搬送 を行う様子を、図 21に示す誘電泳動パネルの断面にて模式的に示す他の要部断面 図であり、（a)は、目的粒子の浮揚を行う様子を示す要部断面図であり、（b)および（ c)は、浮揚した目的粒子を搬送する様子を示す要部断面図である。
[図 29]図 21に示す誘電泳動システムを用いて泳動媒体中の目的粒子の浮揚'搬送 を行う様子を、図 21に示す誘電泳動パネルの断面にて模式的に示すさらに他の要 部断面図であり、（a)は、目的粒子の浮揚を行う様子を示す要部断面図であり、 (b) および (c)は、浮揚した目的粒子を搬送する様子を示す要部断面図である。
[図 30]実施の形態 12にかかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図である。
[図 31]図 30に示す誘電泳動パネルの D'—D'線矢視断面図である。
[図 32]実施の形態 13にかかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図である。
[図 33]実施の形態 14にかかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図である。
[図 34] (a)は、実施の形態 15にかかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図で あり、（b)〜（e)は、（a)に示す誘電泳動パネルの各泳動レーンにおける泳動電極の 形状を模式的に示す平面図である。
圆 35]誘電泳動現象を利用した従来の粒子搬送装置の概略構成を示す斜視図であ る。
[図 36] (a)は、櫛型電極を使用して細胞を分離する従来の誘電泳動装置の概略構成 を示す側面図であり、（b)は、（a)に示す誘電泳動装置における要部の構成を示す 平面図である。
圆 37]櫛形電極を使用して細胞を搬送する技術を説明する図である。
符号の説明
1 下側基板 (基板）
2 上側基板 (基板）
3 泳動レーン
4 泳動レーン壁
4a 隔壁
4b 開口部
4c 泳動レーン壁延設部
5 注入'排出孔 (注入口）
6 泳動電極アレイ（電極列）
oa 泳動電極（電極）
oa 透明電極
1
oa 金属電極
2
6b 実装，接続部
7 下面保護膜 (保護膜）
8 上面保護膜 (保護膜）
9 観察領域
10 誘電泳動パネル (誘電泳動チップ)
17 FPC
21 泳動レーン壁
22 間隙部 31 注入'排出口（注入口）
41 第 1電極
41a 透明電極
41b 金属電極
41A 泳動電極アレイ（第 1の電極列) 42 第 2電極
42a 透明電極
42b 金属電極
42A 泳動電極アレイ（第 2の電極列） 43 間隔保持層（泳動レーン壁） 43a 隔壁（泳動レーン壁）
44 実装，接続部
45 実装，接続部
46 FPC
50 制御基板 (制御部）
55 制御基板 (制御部）
60 DC電源
61 AC— DCコンバータ
62 AC— DCコンバータ
70 誘電泳動装置
80 撮像系
85 誘電泳動システム
91 粒子
91a 粒子
91b 粒子
92 溶媒
P1 電極部
P2 電極部 P3 電極部
発明を実施するための最良の形態
[0048] 〔実施の形態 1〕
本実施の形態について図 1〜図 5に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお 、本実施の形態では、流路として、複数の泳動レーンを備えた誘電泳動チップ (マイ クロチップ基板)を例に挙げて説明するものとするが、本実施の形態は、これに限定 されるものではない。
[0049] 図 1は、本実施の形態にカゝかる誘電泳動パネルの概略構成を示す斜視図である。
また、図 2は、図 1に示す誘電泳動パネルを上側基板側から見た平面図である。図 3 は、図 2に示す誘電泳動パネルの A— A線矢視断面図であり、図 4は、図 2に示す誘 電泳動パネルの B— B線矢視断面図である。また、図 5は、図 1に示す誘電泳動パネ ルを備えた本実施の形態にカゝかる誘電泳動システムの概略構成図である。なお、図 2においては、図示の便宜上、上側基板を二点鎖線にて示す。
[0050] 図 1〜図 4に示すように、いわゆるマイクロチップ基板としての本実施の形態にかか る誘電泳動パネル 10 (誘電泳動チップ、泳動アレイ）は、対向配置された下側基板 1 (第 1基板)と上側基板 2 (第 2基板)との間に、泳動空間を有する複数の泳動レーン 3 (流路）が設けられた構成を有して 、る。
[0051] 上記泳動レーン 3は、上記一対の基板のうち一方の基板、本実施の形態では、上 記下側基板 1上に、上記泳動レーン 3の形成領域に沿って泳動レーン壁 4がパター ン形成されている。
[0052] また、各泳動レーン 3には、試料溶液等の、被観察物 (誘電性物質)を含む試料 (泳 動媒体)を注入および排出するための注入'排出孔 5 (開口部、注入口）が形成され ている。
[0053] 上記下側基板 1および上側基板 2のうち少なくとも一方の基板は、好適には、ガラス 、石英、プラスチック等の透明基板 (透明絶縁体基板)で形成される。本実施の形態 では、上記下側基板 1および上側基板 2として、例えば、 10cm X 10cm程度の透明 基板を使用する。
[0054] これら下側基板 1および上側基板 2のうち、例えば下側基板 1における上側基板 2と の対向面上には、泳動電極アレイ 6 (泳動電極配線）として、複数の泳動電極 6a (誘 電泳動用の電極)からなる電極列 (櫛型電極）力 各泳動レーン 3…を跨ぐように、各 泳動レーン 3· · ·に対して垂直方向に設けられて 、る。
[0055] 上記泳動電極 6aは、例えば、 ITO (インジウム錫酸化物： Indium Tin Oxide)、 ZnO
(酸化亜鉛： Zinc Oxide)、 IZO (インジウム亜鉛酸化物： Indium Zinc Oxide)等の透明 な導電性酸ィ匕膜 (透明電極)で形成されている。上記泳動電極 6aに使用される電極 材料としては、透明導電材料であれば特に限定されるものではないが、そのなかでも 、 ITOが好ましい。本実施の形態では、上記泳動電極アレイ 6として、例えば、膜厚 約 2000A、電極長約 10cm、電極幅（L :ライン）30 mの泳動電極 6aを、電極間隔 (S：スペース）が 30 μ m (つまり、 LZS力 Sともに 30 μ m)となるように、 1000本形成す る。
[0056] 但し、これら電極幅、電極間隔、および電極長（配線長）等の条件は、特に限定さ れるものではなぐ分析対象となる粒子 (つまり、泳動媒体中の粒子)の大きさ、並び に、目的とする操作 (分離、収集、搬送等)等に応じて適宜設定すればよい。また、泳 動電極 6aの膜厚や電極材料もまた適宜設定可能であり、特に限定されるものではな い。
[0057] 上記泳動電極アレイ 6 (すなわち各泳動電極 6a)は、複数の泳動レーン 3· ··に亘っ て延設されており、各泳動レーン 3に共通で作用する。上記泳動電極アレイ 6は、上 記下側基板 1端部に実装 ·接続部 6b (入力端子部)を有して ヽる。上記実装 ·接続部 6bには、フレキシブル配線基板 (Flexible Printed Circuit,以下、「FPC」と記す) 17が 実装されており、この FPC17を介して、図 5に示す制御基板 50 (制御部；駆動制御 部）と接続される。なお、制御基板 50については後述する。
[0058] 上記下側基板 1および上側基板 2における互いの対向面には、各々、下面保護膜
7および上面保護膜 8が形成されている。これら下面保護膜 7および上面保護膜 8は 、各々、上記泳動レーン 3内壁における底壁および天壁を構成している。
[0059] これら下面保護膜 7および上面保護膜 8の材料としては、例えば、フッ素系榭脂;人 ェ細胞膜;アクリル榭脂、ポリイミド榭脂等の有機膜;等が挙げられるが、これら下面 保護膜 7および上面保護膜 8の材料は、泳動させる粒子の種類に応じて適宜設定す ればよぐ特に限定されるものでない。また、上記下面保護膜 7および上面保護膜 8 は、上記泳動レーン 3内壁、特に、上記各泳動電極 6a表面を保護 (カバー）すること ができさえすればよぐその膜厚は、特に限定されるものではない。なお、上記人工 細胞膜としては、例えば、日本油脂株式会社製の「リビジユア」（登録商標）、株式会 ネ： fcAIノィォチップ製の「PCmodifer」（登録商標)等が挙げられる。また、下面保護膜 7 および上面保護膜 8の材料としては、感光性を有する材料を使用することもできる。 上記下面保護膜 7および上面保護膜 8の材料として感光性を有する材料を使用する ことで、例えば、泳動レーン 3以外の保護膜が不要な部分、例えば実装端子部分 (実 装'接続部 6b)を、例えばフォトリソグラフィ等で除去することができ、後工程での手間 を省くことができる。
[0060] また、本実施の形態によれば、上記下面保護膜 7が設けられた下側基板 1上には、 前記したように、上記上側基板 2との対向面に、各泳動レーン 3· · ·を隔てる泳動レー ン壁 4が設けられている。
[0061] 上記泳動レーン壁 4は、仕切り壁（間仕切）として、内部を複数のレーンに間仕切る 複数の隔壁 4aを備えた枠体である。各隔壁 4aは、上記泳動電極アレイ 6 (各泳動電 極 6a)と泳動レーン 3· · ·とが交差 (本実施の形態では直交)するように、上記泳動電 極アレイ 6に対して垂直方向に並設されて!/、る。
[0062] 上記泳動レーン壁 4は、例えば、シール材 (接着剤）〖こより形成される。上記シール 材としては、特に限定されるものではなぐ例えば、シール材として従来公知の榭脂 が使用される。このようなシール材としては、例えば、エポキシ榭脂、あるいは、ェポキ シ榭脂を主成分として含む榭脂組成物からなるエポキシ系接着剤等の接着榭脂 (接 着剤）が使用される。上記シール材は、球状スぺーサまたはファイバ状スぺーサ等の V、わゆるスぺーサ（間隔保持材)を含むことが好ましぐ上記シール材がこれら球状ス ぺーサ、ファイバ状スぺーサ等のスぺーサを含有することで、上記下側基板 1と上側 基板 2とを対向配置させて貼り合わせる際に、上記泳動レーン壁 4の厚み、つまり、上 記泳動レーン 3のレーン高さを均一にすることができる。
[0063] 上記シール材中に混入されるスぺーサとしては、例えばポリテトラフルォロエチレン 、ガラス等力もなる、いわゆるテフロン (登録商標)スぺーサや、ガラススぺーサ等を使 用することができる。
[0064] 本実施の形態では、レーン幅（隔壁 4a'4a間の間隔）約 lcm、レーン長さ約 6cmの 泳動レーン 3を、並列に 4列形成する。また、泳動レーン壁 4の幅は約 2mmに設定す る。また、泳動レーン 3の厚み (泳動レーン壁 4の高さ）が均一となるように、上記シー ル材には、粒径 40 μ mのガラススぺーサを混入する。
[0065] また、上記下側基板 1および上側基板 2における何れか一方の基板には、上記各 泳動レーン 3に試料 (泳動媒体)を注入および排出するための注入'排出孔 5が、上 記各泳動レーン 3毎に形成される。本実施の形態では、上記注入'排出孔 5として、 上記上側基板 2における各泳動レーン 3の両端部に、それぞれ、約 2mmの孔径を有 する孔を設ける。
[0066] なお、上記各泳動レーン 3は、上記泳動電極アレイ 6の延設方向（長手方向）と、各 泳動レーン 3における 2つの注入 ·排出孔 5を結んだ直線とができる限り垂直となるよ うに設けられて 、ることが望まし!/、。
[0067] 次に、本実施の形態に力かる上記誘電泳動パネル 10の作製方法について以下に 説明する。
[0068] 本実施の形態では、上記したように、下側基板 1および上側基板 2に、例えば 10c m X 10cmの透明基板を使用する。まず、上記下側基板 1上に、泳動電極アレイ 6を 形成する。
[0069] 本実施の形態では、上記下側基板 1上に、スパッタ蒸着等による ITO膜形成後、フ オトリソグラフィを用いて電極形状にパターユングする。これにより、上記したように、例 えば、膜厚約 2000A、 LZS力 Sともに 30 μ m、電極長約 10cmの 1000本の電極列 力もなる泳動電極アレイ 6を形成する。また、同時に、泳動電極アレイ 6の端部に、実 装端子として、実装'接続部 6b (入力端子部)をパターン形成する。
[0070] 次に、上記下側基板 1と上側基板 2とを貼り合わせたときに、上記上側基板 2におい て泳動レーン 3と重畳する部分を、例えばドリルで穿孔することにより、各泳動レーン 3の両端部に、それぞれ、孔径約 2mmの注入'排出孔 5を設ける。なお、上記注入' 排出孔 5の形成方法としては、他に、ブラストや、エッチング等の方法を用いることが できる。 [0071] 次に、上記泳動電極アレイ 6が形成された下側基板 1、および、注入 ·排出孔 5が形 成された上側基板 2上に、例えば前記した保護膜材料を塗布することにより、それぞ れ、下面保護膜 7および上面保護膜 8を形成する。
[0072] 次に、下面保護膜 7が形成された下側基板 1上に、反応性接着剤 (熱硬化性接着 剤）として、例えば粒経 40 μ mのガラススぺーサが混入されたエポキシ系接着剤（シ 一ル材）を塗布する。これ〖こより、例えば、幅約 2mm、高さ約 40 mの泳動レーン壁 4を形成する。シール材の塗布には、例えば、スクリーン版を使用する印刷方法や、 ディスペンサーを使用する描画方法を使用する。
[0073] 本実施の形態によれば、上記したように、泳動レーン壁 4を、ガラススぺーサを含有 するシール材で形成して!/、ること力 、各泳動レーン 3のギャップ（レーン高さ）を均一 に維持することができる。また、上記したように、シール材を、印刷あるいは描写法を 用いてパターン形成することにより、複数の隔壁 4aを備えた泳動レーン壁 4を簡便に 形成することができる。これにより、複数の泳動レーン 3を、簡便に形成することができ る。
[0074] その後、上記下側基板 1および上側基板 2を対向配置させて貼り合わせを行う。こ れにより、上記下側基板 1および上側基板 2と、これら下側基板 1と上側基板 2との間 の空間を仕切る、上記泳動レーン壁 4とで囲まれた泳動レーン 3を形成する。
[0075] 具体的には、下側基板 1および上側基板 2を対向配置させ、上下両面から熱プレス を行う。熱プレスにより下側基板 1上のシール材がー且軟ィ匕した後、硬化し、両基板 が接着されることで、両基板間に泳動レーン 3が形成される。泳動レーン 3のギャップ は、泳動レーン壁 4を構成する上記シール材中に含まれるスぺーサにより維持される 。本実施の形態では、前記したように、レーン幅（隔壁 4a'4a間の間隔)約 lcm、レー ン長さ約 6cm、厚さ約 40 mの泳動レーン 3を、並列に 4列形成する。以上の工程に より、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10が形成される。
[0076] 上記誘電泳動パネル 10は、図 5に示すように、上記泳動電極アレイ 6端部に形成さ れた実装 ·接続部 6bに実装された FPC 17を介して、制御基板 50と接続されて 、る。 本実施の形態にカゝかる誘電泳動装置 70は、上記誘電泳動パネル 10と、制御基板 5 0と、 DC電源 60 (電源）とを備えている。また、本実施の形態に力かる誘電泳動シス テム 85は、上記誘電泳動装置 70と、撮像系 80とを備えている。
[0077] 上記制御基板 50は、周波数 ·タイマー制御部 50a、同期信号制御部 50b、発振回 路部 50c、位相選択'増幅部 50dを備えている。
[0078] 上記誘電泳動装置 70において、 DC電源 60から出力された電圧（DC (直流）電圧 )は、上記制御基板 50に入力され、上記制御基板 50を駆動する。
[0079] 上記制御基板 50では、上記発振回路部 50cから AC電圧が出力される。出力され る AC電圧は、上記周波数 ·タイマー制御部 50a、同期信号制御部 50b、位相選択 · 増幅部 50dにより周波数、位相、振幅等が制御されることにより、意図する AC出力に 調整され、上記 FPC17を介して上記誘電泳動パネル 10に印加 (入力）される。
[0080] また、上記撮像系 80は、上記誘電泳動パネル 10の泳動レーン 3における観察領 域 (測定部）に照射光を与えるためのレーザ等の光源や、光学顕微鏡、 CCD (電荷 結合素子; charge coupled device)カメラ等の撮像素子等を備えた光学系であり、上 記泳動レーン 3の上部または下部に設置されて光学検出を行うようになっている。
[0081] 本実施の形態において用いられる試料としては、誘電泳動力が誘導され得る、誘 電性物質を含有する試料であればよぐより具体的には、誘電性物質からなる媒質が 媒体中に分散されてなる試料であれば、特に限定されるものではな 、。
[0082] また、本実施の形態にお!ヽて上記試料 (試料溶液）として用いられる「泳動媒体」と は、泳動対象となる「粒子」（泳動粒子)が「溶媒」に分散された分散液を示し、前記試 料には、この泳動対象となる粒子が溶媒に分散された泳動媒体が使用される。
[0083] 上記粒子としては、具体的には、誘電体粒子、すなわち生物学的細胞、細菌、ウイ ルス、寄生性微生物、 DNA、タンパク質、ノィォポリマー、植物学的粒子 (花粉等）、 非生物学的粒子等が挙げられる。
[0084] また、上記粒子には、液体中に懸濁させることができ、誘電泳動力が誘導され得る 他の粒子も含まれる。
[0085] さらに、上記粒子 (誘電体粒子）としては、液体中に溶解または懸濁した化合物また は気体 (いわゆる誘電気体)であってもよい。例えば、非特許文献 4には、誘電泳動 でカーボンナノチューブの選別 (金属と半導体との分別）を行うことが開示されている 。上記非特許文献 4では、嫌水性で水に分散しないカーボンナノチューブを、超臨界 水を利用して分散させることにより、カーボンナノチューブのサスペンジョンを調製し、 半導体が泳動可、金属が泳動不可であることを利用して上記カーボンナノチューブ の選別を行っている。
[0086] 誘電泳動では、媒体と媒質との誘電泳動率の差が駆動力のパラメータとなる。この ため、適当な粘性媒体を使用することで、空気あるいは窒素のような気体の微小バル ブを搬送することも可能である。また、嫌水性物質は、窒素等の気体バルブの中に入 れて搬送することが可能である。すなわち、嫌水性物質であっても、上記したように気 体バルブの中に封入することで溶媒に分散可能であり、本実施の形態に力かる粒子 として使用することができる。
[0087] また、溶媒としては、例えば、水、生理食塩水、エタノール、メタノール、ブタノール、 オイル等を適宜用いることができる。また、溶媒の比誘電率を調整するために、複数 の溶媒を混合した混合溶媒 (例えば、水とエタノールとの混合液)を使用することもで きる。さらに、溶媒の粘性抵抗を調整するために、セルローズやポリビニルアルコール 等を調整剤として添加することもできる。
[0088] なお、上記粒子として大腸菌を使用する場合等、泳動媒体中の粒子の種類によつ ては、実験 (測定)の直前に、上記泳動レーン 3の内壁への非特異性吸着を防ぐため に、泳動レーン 3の内壁の表面処理 (界面活性剤や人工細胞膜の付与）を行うことが 望ましい。
[0089] 以下に、本実施の形態における上記誘電泳動システム 85の使用方法の一例につ いて具体的に説明する。但し、本実施の形態は、これに限定されるものではない。ま た、以下の説明においては、大腸菌の生細胞と死細胞との分離 ·比較を例に挙げて 説明する力 これもまた単なる例示の一つにすぎず、本実施の形態は、これにより何 ら限定されるものではない。
[0090] 一般的に、生細胞と死細胞とでは誘電率の周波数特性が異なることが知られてい る。これにより、誘電泳動現象による生 ·死細胞の分離が可能である。
[0091] 本例では、 3つの異なる環境下で培養された大腸菌の差異を定量的に観察する場 合を例に挙げて説明する。観察には、並列に 4つの泳動レーン 3が設けられた、上記 誘電泳動パネル 10を備えた誘電泳動システム 85を用いる。 [0092] なお、泳動レーン 3の内壁への大腸菌の非特異性吸着を防ぐために、各泳動レー ン 3内壁の表面処理 (界面活性剤や人工細胞膜の付与)を事前に行うことが望ましい
[0093] 4つの泳動レーン 3のうち 1つの泳動レーン 3には、比較サンプルとして、一定濃度 の特定の大腸菌 (培養前)の希釈水溶液 (生理食塩水）を、上記泳動レーン 3におけ る一方の注入'排出孔 5から注入する。残りの 3つの泳動レーン 3には、 3つの異なる 環境下で培養されたそれぞれの大腸菌をそれぞれ比較サンプルと同様の濃度に希 釈した水溶液を、各泳動レーン 3における一方の注入'排出孔 5から注入する。
[0094] まず最初に、定常 DEP (DEP)により、生細胞と死細胞とを分離する。具体的には、 例えば、印加電圧 8V、周波数 10MHz、隣接位相差 πで、隣接する泳動電極 6a〖こ 交互に AC電圧を印加する。これにより、生細胞は泳動電極 6aの端部にトラップされ 、死細胞は泳動電極 6aの中央付近で浮上する。
[0095] この泳動電極 6aの端部にトラップされた生細胞を、上記撮像系 80により観察する。
この泳動電極 6aの端部にトラップされた生細胞を、比較サンプルと比較することによ り、各培養環境による差異を確認する。例えば、一定領域内の細胞数を、落射観察 によりカウントする。これにより、定量的な比較が可能となる。
[0096] 次に、進行波 DEP (TWD)により、死細胞のみを移動させる。具体的には、例えば 、印加電圧 8V、周波数 10MHz、隣接位相差 π Ζ2で、隣接する泳動電極 6aに AC 電圧を印加する。これにより、各培養環境による死細胞発生の差異を確認する。例え ば、一定時間に一定領域を通過する死細胞数を、例えば光学顕微鏡の観察により力 ゥントする。これにより、定量的な比較が可能となる。
[0097] 次に、進行波 DEP (TWD)により、死細胞のみを移動させる。具体的には、例えば 、印加電圧 8V、周波数 10MHz、隣接位相差 π Ζ2で、隣接する泳動電極 6aに AC 電圧を印加する。これにより、各培養環境による死細胞発生の差異が確認できる。例 えば、一定時間に一定領域を通過する死細胞数を、例えば光学顕微鏡の観察により カウントすることで、定量的な比較が可能となる。
[0098] 本実施の形態によれば、上記したように泳動レーン 3を並列に複数個設け、さらに、 各泳動レーン 3に共通で作用する泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)を設けること、すな わち、上記泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)を、各泳動レーン 3に共通で設けることで 、泳動制御電圧を、上記泳動電極アレイ 6に一括して入力することができる。このよう に、本実施の形態によれば、互いに平行に設けられた各泳動レーン 3に共通の泳動 電極 6aを備えた櫛型電極 (泳動電極アレイ 6)に一種類の信号を入力すると、複数の 泳動レーン 3に同時に電界を印加することができる。従って、本実施の形態によれば 、複数の試料 (泳動媒体)の泳動制御を、一括して同時に行うことができる。このため 、本実施の形態によれば、複数種の異なる試料 (例えば溶媒の比誘電率や粘度が異 なる試料、あるいは、溶媒中の粒子の物性値 (比誘電率等)が異なる試料等)を、同 一条件で同時に被泳動条件下に置くことが可能であり、試験条件に対する応用範囲 が広ぐ様々な試験条件に適応する誘電泳動チップおよび誘電泳動装置、さらには 誘電泳動システム 85を実現することが可能である。
[0099] また、本実施の形態によれば、このように複数の泳動レーン 3を有する誘電泳動パ ネル 10 (誘電泳動チップ)を使用することで、溶媒 (泳動媒体)の種類を泳動レーン 3 毎に変更し、特定の複数の粒子を同時に選別することや、溶媒 (泳動媒体)は同一で 、泳動レーン 3毎に電極形状を変えることで特定の複数の粒子を同時に選別すること も可能であり、複数粒子の選別を効率良く行うことが可能になる。従って、本実施の 形態によれば、幅広い用途に対応した誘電泳動チップおよび誘電泳動装置、さら〖こ は誘電泳動システム 85を実現することが可能である。
[0100] また、本実施の形態によれば、上記したように上記泳動電極 6aが、 ITO等の透明 電極で構成されることにより、試料として泳動媒体を観察する際、泳動電極 6aに遮ら れることなぐ上記泳動レーン 3の上下（上記下側基板 1側および上側基板 2側）の何 れの方向からも観察が可能である。このため、観察方向の選択が可能である。
[0101] なお、本実施の形態では、上記泳動レーン壁 4を、下面保護膜 7が形成された下側 基板 1上、つまり、上記下面保護膜 7上に形成するものとしたが、本実施の形態は、こ れに限定されるものではなぐ上記下面保護膜 7および上面保護膜 8形成時に、上記 下面保護膜 7および上面保護膜 8における、上記泳動レーン壁 4形成領域、すなわ ち上記泳動レーン壁 4 (シール材）との重畳領域における一部あるいは全部を除去し ておいてもよい。このような構造にすることにより、上記下面保護膜 7および上面保護 膜 8とシール材との密着性が悪 ヽ場合でも、十分な接着性を得ることができる。
[0102] また、本実施の形態に力かる上記誘電泳動パネル 10では、上記下側基板 1および 上側基板 2における互いの対向面に、各々、下面保護膜 7および上面保護膜 8が形 成されている構成を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施の形態はこれに限定 されるものではなぐ上記下側基板 1および上側基板 2に上記下面保護膜 7および上 面保護膜 8が形成されている必要は必ずしもない。但し、上記下側基板 1および上側 基板 2における互いの対向面、特に、上記泳動レーン 3内における上記泳動電極 6a …上に、これら泳動電極 6aを覆う保護膜 (下面保護膜 7および上面保護膜 8)が設け られて 、ることで、泳動する粒子が上記泳動電極 6aに吸着することを防ぐことができ る。よって、上記粒子の種類によっては、上記下側基板 1および上側基板 2に上記下 面保護膜 7および上面保護膜 8が形成されて 、ることが望ま 、。
[0103] また、本実施の形態では、上記泳動レーン壁 4を、上記下側基板 1上に形成する場 合を例に挙げて説明したが、上記泳動レーン壁 4は、必ずしも下側基板 1上に形成 する必要はなぐ上側基板 2上に形成しても構わな 、。
[0104] また、本実施の形態では、上記下側基板 1および上側基板 2として、例えば、 10cm
X 10cm程度の透明基板を使用する場合を例に挙げて説明したが、本実施の形態 は、これに限定されるものではなぐ粒子が誘電泳動力を受ける領域、具体的には、 上記泳動レーン 3と各泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)とが重畳する領域を観察領域 として使用し、該観察領域において泳動レーン 3内の試料 (泳動媒体)が観察可能に 設けられていればよい。具体的には、例えば、上記誘電泳動パネル 10は、上記下側 基板 1および上側基板 2の何れか一方の基板のみが透明基板で形成され、他方の 基板における、上記泳動レーン 3と泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)とが重畳する領 域 (観察領域）に観察窓（開口部ある 、は透明領域)が設けられて 、る構成を有して いてもよい。また、上記誘電泳動パネル 10は、上記下側基板 1および上側基板 2が、 両基板における、上記泳動レーン 3と泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)とが重畳する 領域 (観察領域）にそれぞれ透明領域 (何れか一方は開口部であってもよ!、）が設け られた非透明基板 (半透明あるいは不透明な基板)力もなる構成を有して 、てもよ 、 [0105] 本実施の形態によれば、上記何れの構成においても、透過光による観察、撮影 (透 過モードによる観察、撮影）が可能である。
[0106] 本実施の形態によれば、上記したように透過モードを使用することで、投影による観 察システムの構築が可能となる。また、透過モードは、蛍光観察やフィルタリングを多 用する観察に非常に有効である。
[0107] また、上記下側基板 1および上側基板 2の基板サイズは適宜設定すればよぐ特に 限定されるものではない。さらに、本実施の形態でなした具体的なサイズもまた、実施 の形態の一例にすぎず、分析対象に応じて種々変更が可能である。すなわち、上記 下側基板 1および上側基板 2の基板サイズ、電極サイズ (電極幅、電極間隔、電極厚 、電極長等)、下面保護膜 7および上面保護膜 8の膜厚、泳動レーン壁 4の層厚 (高 さ）、レーン幅、レーン長さ等の条件は特に限定されるものではなぐ分析対象に応じ て種々変更が可能である。
[0108] また、本実施の形態では、泳動レーン 3を、並列に 4列形成する場合を例に挙げて 説明したが、該泳動レーン 3のレーン数は、測定サンプル数等に応じて適宜設定す ればよぐ特に限定されるものではない。
[0109] また、本実施の形態では、上記泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)力 各泳動レーン 3 …に対して垂直方向に設けられている場合を例に挙げて説明した。し力しながら、本 実施の形態はこれに限定されるものではなぐ同一の泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6 )力 複数の泳動レーン 3…に亘つて延設されており、各泳動レーン 3に対して共通し て作用しさえすればよぐ必ずしも上記泳動電極 6aが上記各泳動レーン 3に対して 垂直方向に延設さえている必要はない。但し、粒子の比較観察のし易さから、各泳 動レーン 3における観察領域は、互いに隣接して設けられていることが好ましい。この ため、上記泳動電極 6aは、各泳動レーン 3· · ·に対して垂直方向に設けられているこ とが好ましい。
[0110] なお、本実施の形態では、泳動レーン 3が、一つの基板上に複数設けられており、 かつ、上記泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)力 上記複数の泳動レーン 3に跨がって 設けられて 、る誘電泳動パネル 10を例に挙げて説明した力 本実施の形態はこれ に限定されるものではなぐ一つの基板上に泳動レーン 3がーつだけ設けられている 構成を有していてもよい。より具体的には、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 1 0は、図 1〜図 5において、上記下側基板 1上に、上記泳動レーン 3が 1つ設けられて V、る構成を有して 、てもよ!/、。
[0111] また、本実施の形態では、本実施の形態に力かる誘電泳動チップとして、下側基板 1と上側基板 2との間に泳動レーン 3が設けられた誘電泳動パネル 10を例に挙げて 説明したが、本実施の形態はこれに限定されるものではなぐ上記試料 (試料溶液） の種類にもよるが、例えば上記泳動レーン 3の上面が、上記上側基板 2で覆われて いない構成を有していても構わない。すなわち、上記泳動レーン 3は、必ずしも一対 の基板間に形成されている必要はなぐ例えば上記下側基板 1上（下側基板 1表面） に設けられた泳動槽 (つまり、上記下側基板 1と、該下側基板 1上に形成された泳動 レーン壁 4とからなる泳動槽)であってもよぐ上記下側基板 1上に形成された泳動セ ル (つまり、上記下側基板 1と上側基板 2と泳動レーン壁 4とで形成された閉空間)で あってもよい。
[0112] 本実施の形態にカゝかる誘電泳動チップおよび誘電泳動装置並びに誘電泳動シス テムは、特定細胞の分離、検出等のバイオ研究用マイクロアレイ等の用途、例えば、 生体分子ゃ榭脂ビーズ等の誘電性物質を誘電泳動力によって搬送する化学分析シ ステムに好適に使用することができる。これら化学分析システムは、医療分野をはじ めとして、食品衛生分野、環境モニタリング等に広く応用が可能であり、血液を分離 することで得られる赤血球、白血球、リンパ球等の血球成分;大腸菌、リステリア菌等 の糸田菌； DNA (テオキシリボ核酸： deoxyribonucleic acid； deoxyribose nucleic acid) 、タンパク質等の生体分子;等の幅広い範囲の誘電性物質を対象とし、例えば、 DN A、タンパク質、細胞等の解析 (反応 '検出'分離'搬送）；ィ匕学合成 (マイクロプラント） ；等の用途に好適に使用することができる。
[0113] また、本実施の形態にかかる誘電泳動チップおよび誘電泳動装置並びに誘電泳 動システムは、上記したように透過光による観察、撮影が可能であることから、特に、 蛍光観察やフィルタリングを多用する観察に非常に有効である。
[0114] 〔実施の形態 2〕
本実施の形態について主に図 6〜図 9に基づいて説明する。なお、本実施の形態 では、主に、前記実施の形態 1との相違点について説明するものとし、前記実施の形 態 1で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その 説明を省略する。
[0115] 前記実施の形態 1では、泳動電極 6aが、 ITO、 ΖηΟ、 ΙΖΟ等のいわゆる透明電極 で構成されている場合を例に挙げて説明した。しかしながら、一般的に、 ΙΤΟや ΖηΟ 、 ΙΖΟ等の透明導電材料の抵抗率は、 102 μ Ω ' cmのオーダーである。これは、アル ミニゥム（Al、約 2. 7 Ω ' cm)、金 (Au、約 2. 5 Ω ' cm)等の金属材料と比較する と 2桁大きい。従って、同形状の電極 (配線)を透明導電材料と金属材料とで形成す る場合、透明電極材料で形成された電極は、金属材料で形成された電極と比較して 相対的に 1〜2桁高抵抗になる。このため、上記泳動電極 6aを透明電極材料で形成 する場合、結果として、泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)が高抵抗配線になるという問 題を招来する。誘電泳動の駆動電圧は ACであるが、駆動条件としては周波数が数 MHzから数十 MHzにまで至ることもある。このような高周波印加条件では、電極配 線の時定数に依存した入力電圧波形の減衰や遅延が生じるおそれがある。電極条 件にもよるが、万一、減衰や遅延が顕著になると、入力した駆動電圧との誤差が大き くなり、誘電泳動挙動、延いては実験 ·解析結果に影響を与える可能性がある。そし て、泳動電極 6a (配線）に高抵抗である透明導電材料を使用する場合は、上記影響 が相対的に大きくなると判断される。
[0116] そこで、本実施の形態では、上記泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)力 部分的に透 明電極で形成されて！ヽる誘電泳動パネルを例に挙げて説明する。
[0117] 図 6は、本実施の形態にカゝかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図である。
図 7は、図 6に示す誘電泳動パネルの一泳動レーンにおける観察領域近傍の概略構 成を一部破断にて示す平面図である。より具体的には、図 7は、図 6に示す誘電泳動 パネルにおける領域 Cにおける概略構成を一部破断にて示している。図 8は、図 6に 示す誘電泳動パネルの D—D線矢視断面図である。また、図 9は、本実施の形態に 力かる他の誘電泳動パネルの概略構成を示す断面図である。なお、図 6においても 、図示の便宜上、上側基板は二点鎖線にて示す。
[0118] 本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、図 6〜図 8に示すように、各泳動レ ーン 3と泳動電極アレイ 6とが重畳する部分に、各泳動レーン 3内の試料 (泳動媒体） を観察 ·撮像 (透過撮影)するための観察領域 9を設けて ヽる。観察領域 9における泳 動電極 6aは透明電極 6aで構成されている。また観察領域 9と重畳しない部分の泳 動電極 6aには、金属材料 (金属電極 6a )を使用する。
2
[0119] より具体的には、本実施の形態では、上記泳動電極 6aとして、透明電極層上に部 分的に金属電極層が形成された、二層構造を有する電極 (電極配線)を使用する。 すなわち、本実施の形態に力かる泳動電極 6aは、泳動電極 6aにおける観察領域 9と 重畳する部分のみが透明電極 6aの単層電極 (単層配線)からなり、それ以外の部分 は、透明電極 6aと金属電極 6aとの二層電極（二層配線)からなつている。
1 2
[0120] このように、本実施の形態によれば、各泳動レーン 3と泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)とが重畳する部分、つまり、各泳動レーン 3内の泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)の 少なくとも一部を透明電極 6aのみで構成することで、この透明電極 6aカゝらなる泳動 電極 6a…形成領域を、観察領域 9として使用する。
[0121] 上記透明電極 6aの材料としては、例えば、 ITO、 ΖηΟ、 ΙΖΟ等の透明導電材料を 使用することができる。これら透明導電材料のなかでも、 ΙΤΟが好適に使用される。ま た、上記金属材料としては、アルミニウム (A1)、チタン (Ti)、モリブデン (Mo)、白金（ Pt)、金 (Au)等の金属、あるいはこれら金属を含む合金等の金属材料を使用するこ とがでさる。
[0122] なお、本実施の形態でも、上記泳動電極アレイ 6 (透明電極 6aおよび金属電極 6a
)の電極幅、電極間隔、および電極長（配線長）等の条件は、特に限定されるもので
2
はなぐ分析対象となる粒子 (つまり、泳動媒体中の粒子)の大きさ、並びに、目的と する操作 (分離、収集、搬送等)等に応じて適宜設定すればよい。また、上記泳動電 極 6a (透明電極 6aおよび金属電極 6a )の膜厚や各電極層における電極材料もま
1 2
た適宜設定可能であり、特に限定されるものではない。
[0123] さらに、上記泳動電極アレイ 6における上記透明電極 6aの単層配線部分の電極 長も特に限定されるものではなぐ泳動レーン 3のレーン幅や泳動電極 6a (泳動電極 アレイ 6)の抵抗率等に応じて適宜設定すればよい。但し、上記泳動電極アレイ 6〖こ おける上記透明電極 6aの単層配線部分において、前記したように同形状の電極（ 配線)を透明導電材料と金属材料とで形成する場合、透明電極材料で形成された電 極は、金属材料で形成された電極と比較して相対的に高抵抗である。このため、抵 抗率をできるだけ低く抑えるためには、少なくとも、上記泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)における各泳動レーン 3 · 3間に相当する領域、すなわち、上記泳動電極 6a (泳動 電極アレイ 6)における泳動レーン壁 4との重畳領域は、上記透明電極 6aと金属電 極 6aとの二層構造を有していることが好ましぐ図 6〜図 8に示すように、上記泳動
2
電極 6aが、上記泳動レーン 3内の一部において、透明電極 6aの単層構造を有して いることがより望ましい。
[0124] 以下に、本実施の形態に力かる上記泳動電極アレイ 6の形成方法について説明す る。
[0125] 本実施の形態では、まず、実施の形態 1と同様に、上記下側基板 1上に、スパッタ 蒸着等による ITO膜形成後、フォトリソグラフィを用いて電極形状にパターユングする ことにより、下側基板 1上に、透明電極 6a…を形成する。
[0126] 次に、この透明電極 6a…が形成された下側基板 1上に、金属材料を使用し、スパ ッタ蒸着等により金属膜を形成し、この金属膜を、フォトリソグラフィを用いて電極形状 にパター-ングするとともに、このパターン形成された金属膜における観察領域 9と重 畳する配線部分 (本実施の形態では、泳動レーン 3の一部、より具体的には、泳動レ ーン壁 4を構成するシール材の塗布領域間の一部と重畳する配線部分)のパターン を除去する。
[0127] これにより、泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)が観察領域 9と重畳する部分のみが IT O単層配線となり、それ以外の部分は Au等の金属電極 6a ZITO等の透明電極 6a
2 1 の二層配線が形成される。
[0128] なお、泳動電極アレイ 6以外の部分の形成方法については、基本的に前記実施の 形態 1と同様である。また、本実施の形態でも、上記泳動電極 6aの形成と同時に、上 記泳動電極 6aの端部に、実装端子として、実装'接続部 6bをパターン形成する。
[0129] 本実施の形態によれば、上記泳動電極アレイ 6を、上記したように泳動レーン 3内に 設けた観察領域 9と重畳する部分は ITO等の透明電極 6aで構成し、それ以外の部 分を、透明電極 6aより低抵抗の Au等の金属電極 6aで構成することにより、試料（ 泳動媒体)を観察する際に泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)に遮られることなぐ上記 泳動レーン 3の上下（上記下側基板 1側および上側基板 2側）の何れの方向からも観 察が可能であることにカ卩えて、泳動電極アレイ 6全体の抵抗を、該泳動電極アレイ 6と 同一形状（同一パターン)の ITO等の透明電極力もなる泳動電極アレイを使用する 場合と比較して、低く（例えば、数十 Ω ' cm〜数 Ω ' cmのオーダー内に）抑える ことができる。よって、本実施の形態によれば、光学的観察に対する観察条件が制限 されることがなぐかつ、入力電圧 (泳動制御入力電圧)の減衰'遅延を抑制すること が可能な、使い勝手が良ぐ測定精度の高い誘電泳動パネル 10および誘電泳動装 置 70、延 、ては誘電泳動システム 85を実現することができる。
[0130] なお、本実施の形態では、上記泳動電極アレイ 6を、観察領域 9と重畳する部分は I TO等の透明電極 6aで構成し、それ以外の部分は、透明電極 6aよりも低抵抗の Au 等の金属電極 6aで構成するものとした力 本実施の形態はこれに限定されるもので
2
はなぐ上記泳動電極アレイ 6が上記観察領域 9と重畳する領域にぉ 、て上記泳動 電極アレイ 6の少なくとも一部が透明電極で形成されて 、ればよ 、。
[0131] 例えば、上記泳動電極アレイ 6は、上記泳動電極アレイ 6が上記観察領域 9と重畳 する領域において、透明電極 6aで形成されている部分（つまり、透明電極 6aのみ からなる部分）と、金属電極 6aが設けられている部分 (つまり、さらに金属電極 6aが
2 2 設けられている部分）とを有していてもよい。また、上記泳動電極アレイ 6は、透明電 極 6aに対し、上記泳動電極アレイ 6が上記観察領域 9と重畳しない領域の一部に金 属電極 6aが形成 (積層）されて 、る構成を有して 、てもよ!/、。
2
[0132] さらに、上記泳動電極アレイ 6は、上記泳動電極アレイ 6が上記観察領域 9と重畳す る領域において上記泳動電極アレイ 6の少なくとも一部が透明電極 6aで形成（つま り、透明電極 6aのみで形成）されていれば、上記観察領域 9の一部あるいは非観察 領域の一部に、金属以外の非透明な (半透明もしくは不透明な)導電材料 (低抵抗 導電材料)力 なる第 3の電極が設けられて 、る構成を有して 、てもよ 、。上記第 3の 電極は、上記金属電極 6aに代えて設けられていてもよぐ上記金属電極 6aと併用
2 2 されていてもよい。この場合、上記第 3の電極は、上記金属電極 6aと同層に設けら
2
れていてもよぐ上記金属電極 6aに対し積層構造とすることで、上記泳動電極 6aが 3層以上の多層構造を有する構成としてもょ 、。
[0133] また、本実施の形態でも、前記実施の形態 1同様、上記下側基板 1および上側基 板 2として、例えば、 10cm X 10cm程度の透明基板を使用するものとした力 本実施 の形態は、これに限定されるものではなぐ上記泳動レーン 3と各泳動電極 6a (泳動 電極アレイ 6)とが重畳する領域 (観察領域 9)において泳動レーン 3内の試料 (泳動 媒体)が観察可能に設けられていればよい。すなわち、本実施の形態でも、上記誘 電泳動パネル 10は、例えば、上記下側基板 1および上側基板 2の何れか一方の基 板のみが透明電極で形成され、他方の基板における、上記泳動レーン 3と泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)とが重畳する領域 (観察領域 9)に観察窓（開口部ある 、は透 明領域）が設けられている構成を有していてもよい。また、上記誘電泳動パネル 10は 、上記下側基板 1および上側基板 2が、両基板における、上記泳動レーン 3と泳動電 極 6a (泳動電極アレイ 6)とが重畳する領域 (観察領域 9)にそれぞれ透明領域 (何れ か一方は開口部であってもよい）が設けられた非透明基板 (半透明あるいは不透明 な基板)力もなる構成を有して 、てもよ 、。
[0134] また、本実施の形態では、上記したように観察領域 9 (上記泳動電極アレイ 6が上記 観察領域 9と重畳する領域）における泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)を透明電極とし 、それ以外の領域における泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)を、例えば透明電極と、 金属電極等の低抵抗非透明電極との積層構造とすることで非透明電極 (すなわち平 面視で非透明な電極構造)とする場合を例に挙げて説明した。しかしながら、本実施 の形態によれば、例えば、図 9に示すように、上記観察領域 9、すなわち、上記泳動 レーン 3と泳動電極アレイ 6とが重畳する領域において上記泳動電極アレイ 6の一部 のみを透明電極で形成することにより、透明電極による透過モード (透過光による観 察、撮影)あるいは落射モード (被観察物力ゝらの反射 (落射)光による観察、撮影）に 加えて、非透明電極 (金属電極)からの反射 (落射)光を観察、投影に利用する落射 モードの使用が可能な誘電泳動パネル 10を提供することができる。これにより、観察 条件を緩和することができることに加え、より複雑な誘電泳動挙動の観察を行うことも 可能となる。この結果、上記したように透明電極による透過モード、および、金属電極 等の非透明電極 (反射 (落射)電極）による落射モードの両モードを使用することで 2 種類の観察が可能となり、 2種類の角度カゝら解析が可能な誘電泳動パネル 10を提供 することができる。
[0135] そして、この場合、特に、上記観察領域 9において上記泳動電極アレイ 6 (泳動電極 6a)が、透明電極 6aからなる部分と、金属電極 6aが設けられている部分とを備えて
1 2
いることで、上記泳動電極アレイ 6全体の抵抗を、該泳動電極アレイ 6を透明電極 6a のみで形成する場合と比較して、低く抑えることができ、かつ、電極間の寄生容量を 低減することができることにカ卩えて、上記したように、電極面での光の透過 Z落射を 利用する透過モードおよび落射モードの何れのモードも使用可能な誘電泳動パネル 10を提供することができる。
[0136] この場合、上記観察領域 9 (泳動レーン 3と泳動電極アレイ 6とが重畳する領域）に おいて、金属電極 6aが設けられている部分 (反射領域 9b)に対する、上記透明電極
2
6a力もなる部分 (透明領域 9a)の割合（9aZ9b)は、特に限定されるものではないが 、例えば、トラップされた粒子 (誘電体粒子)あるいは泳動中の粒子 (誘電体粒子）の 観察記録のため、その下限値が 1Z3、つまり、 lZ3≤9aZ9b (つまり、上記観察領 域 9における透明領域 9aの割合が 1Z4以上）であることが好ましぐ l/3< 9a/9b であることがより好ましぐ l≤9aZ9b (つまり、上記観察領域 9における透明領域 9a の割合が 1Z2以上)であることがさらに好ましい。また、上記割合（9aZ9b)は、 9aZ 9bく 3であることが好ましぐ上記した範囲内の中でも、 9a/9b = lに設定することが 特に好ましい。
[0137] なお、本実施の形態では、上記したように、電極面での光の透過 Z落射を利用する 透過モード Z落射モード両用型の誘電泳動パネル 10として、泳動電極 6a (泳動電 極アレイ 6)の一部を透明電極で形成する場合を例に挙げて説明したが、本実施の 形態はこれに限定されるものではな 、。
[0138] 例えば、前記実施の形態 1にお!/ヽて、上記下側基板 1および上側基板 2の何れか 一方の基板を、該基板における、上記泳動レーン 3と泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6 )とが重畳する領域 (観察領域 9)の一部に透明領域を有する非透明基板にて形成 するとともに、他方の基板を、透明基板、もしくは、上記泳動レーン 3と泳動電極 6a ( 泳動電極アレイ 6)とが重畳する領域 (観察領域 9)に観察窓（開口部あるいは透明領 域)を有する非透明基板にて形成することによつても、透過モード Z落射モード両用 型の誘電泳動パネル 10を提供することができる。
[0139] なお、本実施の形態によれば、上記したように一つの基板上に複数の泳動レーン 3 を設ける場合、泳動レーン 3によって透過モードと落射モードとを切り換えることで、 異なる解析を同時に行うことも可能となる。
[0140] 〔実施の形態 3〕
本実施の形態について主に図 10に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、 主に、前記実施の形態 1、 2との相違点について説明するものとし、前記実施の形態 1、 2で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、そ の説明を省略する。
[0141] 図 10は、本実施の形態にカゝかる誘電泳動パネルの概略構成を示す平面図である 。なお、図 10においても、図示の便宜上、上側基板は二点鎖線にて示す。
[0142] 図 1〜図 4に示したように、前記実施の形態 1、 2では、泳動電極アレイ 6における各 泳動電極 6aの電極幅および電極間隔は、泳動レーン 3との重畳部であるか否かに拘 らず一定 (LZSがともに 30 m)である場合を例に挙げて説明した。すなわち、前記 実施の形態 1、 2では、上記泳動電極アレイ 6が、該泳動電極アレイ 6を構成する各泳 動電極 6aがストライプ状に互 、に並行して設けられて 、るストライプ構造を有して!/ヽ る場合を例に挙げて説明した。
[0143] しかしながら、本実施の形態では、図 10に示すように、上記泳動電極 6aの電極幅 および電極間隔は、該泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)が泳動レーン 3と重畳してい る領域と、それ以外の領域とで異なっている。このため、本実施の形態では、上記泳 動電極 6aの電極形状は、該泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)が泳動レーン 3と重畳し ている領域と、それ以外の領域とで異なっている。
[0144] 誘電泳動実験にお!ヽて、狭ピッチの泳動電極アレイ 6を形成すると、泳動電極ァレ ィ 6全体の配線抵抗が高くなり、なおかつ泳動電極アレイ 6を構成する各泳動電極 6a 間の寄生容量も大きくなる。このため、狭ピッチの泳動電極アレイ 6を形成すると、入 力 AC電圧の減衰、遅延の影響が大きくなることは避けられな!/、。
[0145] そこで、本実施の形態では、図 10に示すように、下側基板 1と上側基板 2との間に、 泳動レーン壁として、互いに独立して設けられた枠状の複数の泳動レーン壁 21を互 いに間隔を空けて設けることで、互いに離間して並列に設けられた複数の泳動レー ン 3を設けるとともに、上記泳動レーン 3内（枠内）と、上記泳動レーン間領域（間隙部 22)、つまり、上記泳動レーン 3外 (枠外）とで、泳動電極 6aの電極幅および電極間 隔が異なるように泳動電極アレイ 6を設ける。
[0146] 具体的には、上記泳動レーン 3内の泳動電極 6a、つまり、観察領域 9として使用さ れる、上記泳動電極アレイ 6が泳動レーン 3と重畳して 、る領域における泳動電極 6a は、例えば、電極幅（L) 10 μ m、電極間隔（S) 10 m (電極ピッチ 20 μ m)で形成さ れるのに対し、それ以外の領域、すなわち電気泳動とは関係ない領域 (つまり、泳動 レーン 3外）の泳動電極 6aは、電極幅 30 m (L)、最大電極間隔 30 m (つまり、互 いに隣接する泳動レーン 3 · 3間の中心部における電極間隔 30 m、該中心部にお ける電極ピッチ 60 μ m)とする。
[0147] このように、本実施の形態では、泳動現象の観察に必要である泳動レーン 3内の泳 動電極 6a群（つまり、観察領域 9における泳動電極 6a群）のみを要求される狭ピッチ 配線とし、それ以外の、泳動現象とは無関係の領域の泳動電極 6a群（間隙部 22〖こ おける泳動電極 6a群）を広ピッチ配線とする。これにより、泳動電極アレイ 6全体の抵 抗を低くし、かつ寄生容量を低減することができ、入力 AC電圧の減衰や遅延を抑制 することができる。なお、上記した配線形状はほんの一例であり、これに限定されるも のではない。
[0148] なお、本実施の形態においても、上記泳動電極 6aは、透明電極のみに限定される ものではなぐ前記した種々の形態とすることができる。例えば前記実施の形態 2に 示すように、上記泳動電極 6aを、例えば透明電極 6aと金属電極 6aとの積層構造と
1 2
することで、前記したように透過モードでの観察、撮影が可能となるとともに、より一層 、泳動電極アレイ 6全体の抵抗を低くし、かつ寄生容量を低減することができる。
[0149] 〔実施の形態 4〕
本実施の形態について主に図 11に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、 主に、前記実施の形態 1〜3との相違点について説明するものとし、前記実施の形態 1〜3で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、そ の説明を省略する。
[0150] 図 11は、本実施の形態に力かる泳動パネルの概略構成を示す平面図である。な お、図 11においても、図示の便宜上、上側基板は二点鎖線にて示す。
[0151] 図 11に示す誘電泳動パネル 10は、互いに離間して並列に設けられた 3つの泳動 レーン 3の各々で、泳動電極 6aの電極幅および電極間隔（電極ピッチ）が異なって!/ヽ る点で、図 10に示す誘電泳動パネル 10と相違している。図 11に示す誘電泳動パネ ル 10は、泳動電極 6aの電極幅および電極間隔が、下側基板 1端部に設けられた実 装 ·接続部 6bから遠い側の泳動レーン 3ほど大きくなるように、上記泳動電極アレイ 6 が設けられている。
[0152] より具体的には、図 11に示す泳動電極アレイ 6は、各泳動レーン 3と重畳する領域 に、上記実装 ·接続部 6b側の泳動レーン 3から順に、例えば、電極幅 10 m、電極 間隔 10 m (電極ピッチ 20 μ m)の泳動電極 6a群からなる電極部 PIと、電極幅 20 μ m、電極間隔 20 m (電極ピッチ 40 μ m)の泳動電極 6a群からなる電極部 P2と、 電極幅 30 μ m、電極間隔 30 m (電極ピッチ 60 μ m)の泳動電極 6a群からなる電 極部 P3の計 3種類の異なる大きさの帯状の電極部 P1 · P2 · P3を備えた構成を有し ている。
[0153] また、上記電極部 P1 ·Ρ2間の泳動電極 6aは、例えば、電極幅 30 μ m、上記電極 部 P1側端部における電極間隔 10 μ m (電極ピッチ 20 μ m)、上記電極部 P2側端部 における電極間隔 20 μ m (電極ピッチ 40 μ m)となるように形成されており、上記電 極間隔は、上記泳動電極アレイ 6のアレイ幅（上記泳動電極アレイ 6における両側端 部の泳動電極 6a · 6a間の電極幅）に応じて直線的に変化するように形成されて!、る 。さらに、上記電極部 Ρ2·Ρ3間の泳動電極 6aは、電極幅 30 /ζ πι、上記電極部 Ρ2側 端部における電極間隔 20 μ m (電極ピッチ 40 μ m)、上記電極部 P3側端部におけ る電極間隔 30 m (電極ピッチ 60 m)となるように形成されており、上記電極間隔 は、上記泳動電極アレイ 6のアレイ幅（上記泳動電極アレイ 6における両側端部の泳 動電極 6a · 6a間の電極幅）に応じて直線的に変化するように形成されて!、る。
[0154] 本実施の形態によれば、上記したように、泳動レーン 3毎に上記泳動電極アレイ 6 の電極形状 (あるいは電極幅、電極間隔）を変えることで、特定の複数の粒子を同時 に選別'同定することが可能となり、複数粒子の選別を効率よく行うことが可能になる
。また、複数の泳動レーン 3の泳動挙動の差異を一括で観察することができるといつ たメリットもある。
[0155] 〔実施の形態 5〕
本実施の形態について主に図 12 (a)〜（e)に基づいて説明する。なお、本実施の 形態では、主に、前記実施の形態 1〜3との相違点について説明するものとし、前記 実施の形態 1〜3で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番 号を付し、その説明を省略する。
[0156] 図 12 (a)は、本実施の形態にカゝかる誘電泳動パネル 10の概略構成を示す平面図 であり、図 12 (b)〜（e)は、図 12 (a)に示す誘電泳動パネル 10の各泳動レーン 3に おける泳動電極 6aの形状を模式的に示す平面図である。なお、図 12 (a)においても 、図示の便宜上、上側基板は二点鎖線にて示す。
[0157] 本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、図 12 (a)に示すように、前記実施の 形態 1に示す誘電泳動パネル 10において、並列に設けられた 4つの泳動レーン 3各 々で、泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)の形状が異なって!/、る。
[0158] 具体的には、上記 4つの泳動レーン 3のうち、最も実装'接続部 6bに近い泳動レー ン 3Aでは、上記泳動電極アレイ 6は、図 12 (b)に示すように、配線幅 30 /z mの直線 状の泳動電極 6aがストライプ状に設けられた構造 (ストライプ型電極構造)を有して!/ヽ る。次いで実装'接続部 6bに近い泳動レーン 3Bでは、上記泳動電極アレイ 6は、図 1 2 (c)に示すように、配線幅 45 mの直線状の泳動電極 6aがストライプ状に設けられ た構造 (ストライプ型電極構造)を有している。そして、上記泳動レーン 3Bの次に上記 実装'接続部 6bに近い泳動レーン 3Cでは、上記泳動電極アレイ 6は、図 12 (d)に示 すように、配線幅 30 mの山切り型 (鋸状)の泳動電極 6aが等間隔で複数並設され た構造を有している。最後に、上記 4つの泳動レーン 3のうち最も上記実装'接続部 6 b力 遠い泳動レーン 3Dでは、上記泳動電極アレイ 6は、図 12 (e)に示すように、配 線幅 30 mの波型の泳動電極 6aが等間隔で複数並設された構造を有している。な お、上記各泳動電極 6aの電極間隔（電極ピッチ）は、何れも 60 μ mである。
[0159] 誘電泳動挙動は、同一の試料 (泳動媒体)を使用し、同一の制御電圧で駆動する 場合でも、配線、すなわち、泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)の形状により、上記試料 (泳動媒体）中の電界の状態に応じて異なる。
[0160] 従って、本実施の形態のように泳動レーン 3毎に泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)の 電極形状、電極幅、電極間隔の少なくとも 1つを変更することにより、上記泳動媒体 中の特定の複数の粒子を同時に選別'同定することが可能となる。この結果、例えば 複数の粒子の選別を効率良く行うことができる。また、上記の構成によれば、複数の 泳動レーン 3における上記粒子の泳動挙動の差異を一括して観察することができると ヽつたメリットもある。
[0161] なお、本実施の形態では、上記したように、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10として、泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)の形状、電極幅、電極間隔のうち、少なく とも一つの条件が泳動レーン 3毎に異なる誘電泳動パネルを例に挙げて説明した。 しかしながら、本実施の形態は、これに限定されるものではない。
[0162] 例えば、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、前記図 10または図 11に示 すように、互いに隣り合う泳動レーン 3 · 3間に、所定の間隙部 22 (泳動レーン間領域 )を有し、該間隙部 22と上記泳動レーン 3とで、泳動電極 6a (泳動電極アレイ 6)の形 状、電極幅、電極間隔のうち、少なくとも一つの条件が異なっている構成を有してい てもよい。
[0163] 例えば、上記泳動レーン 3A.3B .3Cにおける泳動電極アレイ 6の電極形状がストラ イブ状ではな!/、場合、上記間隙部 22における泳動電極アレイ 6の電極形状をストライ プ構造にして配線長を短縮することにより、配線抵抗の増大を抑えることが可能とな る。
[0164] また、前記図 10に示すように、泳動レーン 3と間隙部 22とで、泳動電極 6aの配線幅 や配線間隔を異ならしめる等して泳動電極アレイ 6の電極形状を異ならしめた場合、 上記誘電泳動パネル 10における泳動電極アレイ 6 (配線）の低抵抗ィ匕を図ることがで きる。
[0165] 〔実施の形態 6〕
本実施の形態について主に図 13に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、 主に、前記実施の形態 1〜5との相違点について説明するものとし、前記実施の形態 1〜5で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、そ の説明を省略する。
[0166] 図 13は、本実施の形態にカゝかる誘電泳動パネル 10の概略構成を示す平面図であ る。なお、図 13においても、図示の便宜上、上側基板は二点鎖線にて示す。
[0167] 本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、図 13に示すように、上記泳動電極 アレイ 6の両端部に実装'接続部 6bを有し、これら実装'接続部 6b ' 6bの各々に FPC 17が各々実装されている構成を有している。これにより、本実施の形態にかかる誘電 泳動パネル 10は、上記泳動電極アレイ 6の両端部から、それぞれ駆動 AC電圧が入 力可能となっている。
[0168] 上記 FPC17は、各々、前記制御基板 50 (駆動制御部、制御装置）と接続される。こ れにより、本実施の形態に力かる上記誘電泳動パネル 10は、誘電泳動試験時に、 上記泳動電極アレイ 6の両端部の FPC17から、各泳動電極 6aに、それぞれ、同一 の駆動 AC電圧が、同時に入力される。
[0169] このように、本実施の形態によれば、泳動電極 6aの両端部から駆動電圧が入力さ れることで、泳動電極 6aの片側力ものみ駆動電圧が入力される場合と比較して、配 線抵抗および寄生容量による入力電圧信号の減衰や遅延の影響を、より一層抑制 することが可能である。
[0170] 〔実施の形態 7〕
本実施の形態について主に図 14および図 15に基づいて説明する。なお、本実施 の形態では、主に、前記実施の形態 1〜6との相違点について説明するものとし、前 記実施の形態 1〜6で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の 番号を付し、その説明を省略する。
[0171] 本実施の形態では、上記誘電泳動パネル 10における各泳動レーン 3に、試料とし て、試料溶液 (泳動媒体)を注入する方法について主に説明する。
[0172] 従来、誘電泳動パネルに試料を注入する方法としては、前記実施の形態 1にも示し たように、上側基板 2および下側基板 1の何れか一方に注入'排出孔 5 (開口部）を設 け、ポンプ等の加圧操作により上記注入'排出孔 5から試料を注入する方法が一般 的である。 [0173] 例えば、特許文献 6には、誘電泳動用のシステムではないものの、流路チップのマ イク口チャンネル上部に注入口が形成されたマイクロチップにつ 、て記載されて 、る 。この構造を上記誘電泳動パネル 10に適用する場合、前記実施の形態 1に示したよ うに、下側基板 1と上側基板 2とを貼り合わせて誘電泳動パネル 10を形成する前段 階で、上記上側基板 2および下側基板 1の何れか一方における各泳動レーン 3の天 壁あるいは底壁となる部分に、注入口として、注入 ·排出孔 5を設ける必要がある。注 入'排出孔 5の形成方法としては、前記実施の形態 1に示したように、ドリルやブラスト 、エッチング等の方法がある。
[0174] ところで、前記実施の形態 1にも示したように、一般的に、誘電泳動パネル内面に は、上下両基板上に保護層を形成している。前記実施の形態 1では、上記下側基板 1および上側基板 2に、下面保護膜 7および上面保護膜 8のように、例えば泳動電極 アレイ 6をカバーする保護膜 (保護層）を設けている。また、上記下側基板 1および上 側基板 2には、泳動レーン 3に注入する試料に応じて親水'撥水処理等の表面処理 を施している。
[0175] しカゝしながら、このように基板上に保護膜を形成した後で、該基板に注入口を形成 すると、開口処理に伴う表面処理材料や基板のダストが基板の表面処理部に付着す ることが懸念される。表面処理部に付着したダストは洗浄処理を行っても除去し難ぐ 誘電泳動パネルを形成した際に不純物として製品不良の原因となる。
[0176] また、注入口を作製した後に基板の表面処理を行う場合、表面処理剤が注入口に 浸入して開口部を汚染するおそれがある。開口部内で表面処理剤が固化すると開口 径誤差の原因となり、コネクタ等を挿入した際、接続不良やダストの発生等の問題を 生じさせる。
[0177] さらに、上記したように、誘電泳動パネル 10が複数の泳動レーン 3を有する場合、 従来のように基板上に注入口を形成する方法では、泳動レーンの数に応じて複数の 注入口を形成する必要があり、製造工程が煩雑になると共に、不良発生の確率も高 くなる。
[0178] そこで本実施の形態では、試料の注入'排出孔 5 (開口部）を、下側基板 1および上 側基板 2の何れか一方の基板の表面ではなぐ上記誘電泳動パネル 10の側面 (パ ネル構造の断面）に設けている。
[0179] 図 14は、本実施の形態にカゝかる誘電泳動パネル 10の概略構成を示す平面図であ り、図 15は、図 14に示す誘電泳動パネル 10の E—E線矢視断面分解図である。な お、図 14においても、図示の便宜上、上側基板は二点鎖線にて示す。
[0180] 本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、図 14に示すように、試料の注入'排 出用の開口部として、前記実施の形態 1にかかる注入'排出孔 5に代えて、上記下側 基板 1と上側基板 2との間、つまり、具体的には、上記誘電泳動パネル 10の側面に、 泳動レーン壁 4により形成された注入'排出口 31 (開口部、注入口）が設けられてい る構成を有している。本実施の形態では、上記泳動レーン 3の両端部に、それぞれ 上記注入 '排出口 31が設けられて 、る。
[0181] 上記注入 ·排出孔 5の口径は、幅約 2mm、高さ約 40 m (パネル空洞部のギヤッ プと等しい)である。なお、本実施の形態でも、前記実施の形態 1と同様、上記各泳 動レーン 3のレーン幅（隔壁 4a'4a間の間隔）は約 lcm、レーン長さは約 6cmであり、 泳動レーン壁 4の幅は約 2mmに設定する。また、泳動レーン 3の厚み（泳動レーン壁 4の高さ）が均一となるように、上記泳動レーン壁 4の形成に使用されるシール材には 、粒径 40 mのガラススぺーサを混入する。なお、上記以外の構成は、前記実施の 形態 1と同様にして形成する。
[0182] すなわち、本実施の形態では、上記泳動レーン壁 4は、各泳動レーン 3· · ·を隔てる 隔壁 4a '4aを結ぶ枠体 (外縁部）の一部力 各泳動レーン 3において開口された開 口部 4b…を有しているとともに、注入'排出口 31として、上記開口部 4bから、上記泳 動レーン 3の延長方向に沿って上記誘電泳動パネル 10端部まで延設された、泳動 レーン壁延設部 4c (泳動レーン壁 4)からなる流路 (通路）が設けられた構成を有して いる。
[0183] また、本実施の形態でも、上記下側基板 1および上側基板 2には、約 10cm X 10c mの透明基板を使用する。よって、上記注入'排出口 31の長さ（流路 (延設部）の長 さ）は、それぞれ約 2cmである。
[0184] また、図 15に示すように、上記下側基板 1および上側基板 2における上記注入'排 出口 31の内側端部 la ' 2a、すなわち、上記下側基板 1における上記上側基板 2との 対向面および上側基板 2における上記下側基板 1との対向面における、上記注入- 排出口 31形成部分の各端辺は、角部が面取りされた面取り処理が施されていること が望ましい。
[0185] 本実施の形態では、上記注入'排出口 31に、上記注入 '排出口 31の口径よりも外 径が大きな送液チューブ 13が接続 (押圧接触)されることにより、試料の注入'排出が 可能となる。
[0186] 従って、上記したように上記注入 '排出口 31の内側端部 la ' 2aが面取り処理されて いることで、注入'排出口 31と送液チューブ 13とを接続する際に、両者の接触面積 が大きくなり、両者の密着性が向上する。
[0187] 上記送液チューブ 13は、上記したように、注入'排出口 31と送液チューブ 13との 密着性の観点から、例えばシリコン榭脂等の変形可能な材質 (可撓性を有する材料 、好適には弾性を有する材料)で形成されていることが望ましい。本実施の形態では 、上記送液チューブ 13として、例えば、外径約 3mm、内径約 lmmのシリコン榭脂か らなるチューブを使用するものとする力 本実施の形態はこれに限定されるものでは ない。
[0188] また、図 15に示すように、上記誘電泳動パネル 10において、上記下面保護膜 7お よび上面保護膜 8は、上記注入'排出口 31の端部（つまり、上記面取り処理が施され た上記下側基板 1および上側基板 2における内側端部 la ' 2a)よりも基板内側に形 成されていること、つまり、上記注入'排出口 31端部には上記下面保護膜 7および上 面保護膜 8が形成されて 、な 、ことが望ま 、。
[0189] このように上記注入'排出口 31端部には上記下面保護膜 7および上面保護膜 8が 形成されていない構造とすることで、上記注入'排出口 31の口径が大きくなり、上記 注入 '排出口 31と送液チューブ 13との密着性がより向上する。また、上記の構成によ れば、面取り処理の際に、上記下面保護膜 7および上面保護膜 8が不要な塵となり 泳動レーン 3内に残留することを防ぐ効果もある。
[0190] なお、本実施の形態では、上記注入'排出口 31を介して各泳動レーン 3内に試料（ 試料溶液)を注入する方法として、上記したように上記注入'排出口 31に送液チュー ブ 13を接続することで上記注入'排出口 31に試料溶液を送液する方法について説 明したが、本実施の形態にカゝかる試料の注入方法 (試料溶液の送液方法）は、上記 の方法に限定されるものではな 、。
[0191] また、本実施の形態では、上記注入'排出口 31に、上記注入'排出口 31の口径よ りも外径が大きな送液チューブ 13が接続 (押圧接触)されることにより、上記注入'排 出口 31に試料溶液を送液する方法について説明したが、本実施の形態はこれに限 定されるものではなぐ上記注入'排出口 31に嵌合する送液チューブ 13 (例えば上 記注入 ·排出口 31の口径よりも小さ 、外径を有する送液チューブ 13)を用 、て上記 送液を行ってもよい。
[0192] また、上記送液チューブ 13は、上記したように上記誘電泳動パネル 10とは別体で 設けられ、試料 (試料溶液)注入時にのみ上記誘電泳動パネル 10に接続される構成 としてもよく、上記誘電泳動パネル 10に予め固定された構成を有していてもよい。
[0193] すなわち、本実施の形態に力かる上記誘電泳動パネル 10は、該誘電泳動パネル 1 0に試料を送液 (注入)する注入手段として、上記送液チューブ 13を備えて 、る構成 を有していてもよいし、上記誘電泳動装置 70あるいは誘電泳動システム 85が、上記 誘電泳動パネル 10に試料を送液 (注入)する注入手段（注入装置）として、上記送液 チューブ 13、あるいは、上記送液チューブ 13を備えた試料注入装置を備えている構 成を有していても構わない。
[0194] 本実施の形態によれば、上記したように試料を泳動レーン 3内外に送液するための 開口部（注入'排出口 31)を上記誘電泳動パネル 10側面に設けることにより、上記泳 動レーン 3内への不純物の混入を防止し、送液系における不良発生を抑制すること が可能である。
[0195] また、本実施の形態によれば、上記泳動レーン壁 4のパターンにより上記誘電泳動 パネル 10側面に注入 '排出口 31が必然的に形成されることから、注入'排出口 31を 形成するために別途材料や工程を必要としない。従って、上記の構成によれば、ドリ ル等で、上記誘電泳動パネル 10上 (例えば上側基板 2上）に、開口部（注入'排出孔 5)を設ける方法と比較して上記誘電泳動パネル 10の不良発生率を相対的に抑制す ることが可能である。なお、この抑制効果は泳動レーン 3の数が多いほど顕著である。 よって、上記の構成によれば、上記誘電泳動パネル 10にドリル等で注入 ·排出口を 設ける場合と比較して、より効率的に上記誘電泳動パネル 10を形成することができる とともに、使用上の観点からもより好ましい。
[0196] 〔実施の形態 8〕
本実施の形態について主に図 16および図 17に基づいて説明する。なお、本実施 の形態では、主に、前記実施の形態 1〜7との相違点について説明するものとし、前 記実施の形態 1〜7で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の 番号を付し、その説明を省略する。
[0197] 本実施の形態では、上記誘電泳動パネル 10における上記注入'排出口 31〖こ、試 料として、試料溶液 (泳動媒体)を送液するための他の方法につ!、て主に説明する。
[0198] 図 16は、本実施の形態にカゝかる誘電泳動パネル 10の概略構成を示す平面図であ り、図 17は、図 16に示す誘電泳動パネル 10の F— F線矢視断面図である。
[0199] 本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、図 16に示すように、前記実施の形 態 6同様、各泳動レーン 3 · · ·を隔てる隔壁 4a · 4aを結ぶ泳動レーン壁 4の外縁部（枠 体)の一部が、各泳動レーン 3の両端部（各泳動レーン 3の長手方向両端部）におい て開口された開口部 4b…を有しているとともに、注入'排出口 31として、上記開口部 4bから、上記泳動レーン 3の延長方向（各泳動レーン 3の長手方向）に沿って上記誘 電泳動パネル 10端部（下側基板 1の端部)まで延設された、泳動レーン壁延設部 4c (泳動レーン壁 4)からなる流路 (通路）が設けられた構成を有して ヽる。
[0200] これにより、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10もまた、前記実施の形態 6同 様、泳動レーン 3の両端部に、上記誘電泳動パネル 10の側面に面して開口された注 入'排出口 31 (泳動レーン壁延設部 4c)が設けられて 、る構成を有して 、る。
[0201] 本実施の形態でも、前記実施の形態 6同様、上記各泳動レーン 3のレーン幅（隔壁 4a'4a間の間隔）は約 lcm、レーン長さは約 6cm、泳動レーン壁 4の幅は約 2mmと し、上記注入 ·排出孔 5の口径は、幅約 2mm、高さ約 40 m (パネル空洞部のギヤッ プと等しい）とする。また、上記注入'排出口 31の長さ（各泳動レーン壁延設部 4cの 長さ）は、それぞれ約 2cmとする。
[0202] 但し、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、図 16および図 17に示すよう に、上記各泳動レーン 3の延設方向における上記上側基板 2の基板長が、上記各泳 動レーン 3の延設方向における上記下側基板 1の基板長よりも短くなるように形成さ れている。このため、本実施の形態では、上記注入'排出孔 5の側壁、つまり、上記泳 動レーン壁延設部 4c (泳動レーン壁 4)が、上記上側基板 2端部より外方に突出して 設けられた構成を有している。本実施の形態では、上記各泳動レーン 3の延設方向 における上記上側基板 2の基板長が、上記各泳動レーン 3の延設方向における上記 下側基板 1の基板長よりも約 4mm短くなるように形成する。すなわち、本実施の形態 では、上記下側基板 1が、上記各泳動レーン 3の延設方向各端部において、上記上 側基板 2よりも各々約 2mmずつ突出している構成とする。
[0203] また、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、図 17に示すように、上記下側 基板 1および上側基板 2における上記注入 '排出口 31の内側端部 la · 2aのうち上記 内側端部 2aのみ力 角部が面取りされた面取り処理が施されている構成を有してい る。すなわち、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、上記下側基板 1におけ る上記上側基板 2との対向面および上側基板 2における上記下側基板 1との対向面 のうち、上記上側基板 2における下側基板 1との対向面のみ力 上記注入'排出口 3 1形成部分の端辺に面取り処理が施されて ヽる構成を有して ヽる。
[0204] さらに、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、上記注入'排出口 31に、送 液コネクタ 15が接続されて 、る構成を有して 、る。
[0205] 上記送液コネクタ 15は、前記送液チューブ 13同様、シリコン榭脂等の変形可能な 材質により形成されている。上記送液コネクタ 15は、図 17に示すように、上記誘電泳 動パネル 10端部、すなわち、上記下側基板 1および上側基板 2の端部を挟持するこ とにより、上記注入'排出口 31と接続される。
[0206] また、上記送液コネクタ 15は、一方の側面に、上記注入'排出口 31 (泳動レーン壁 延設部 4c)が挿嵌される複数のコの字状の開口部 15aを有している。各泳動レーン 3 は、上記開口部 15aに上記注入'排出口 31 (泳動レーン壁延設部 4c)が挿嵌される ことで、上記送液コネクタ 15内部で構造的に分離されて ヽる。
[0207] また、上記送液コネクタ 15の天壁（上壁）には、上記注入'排出口 31に対応して、 上記開口部 15aに連通する注入'排出孔 16 (注入'排出部、開口部）が設けられてい る。 [0208] 本実施の形態において、上記注入'排出口 31の内径は約 2mmに設定されている 。上記送液コネクタ 15は、上記注入'排出口 31における下側基板 1端面 lbが上記開 口部 15aの内壁に当接した状態で、上記注入 ·排出孔 16が、平面視で上記下側基 板 1並びに該下側基板 1上の泳動レーン壁延設部 4cが露出している部分 (すなわち 上記上側基板 2が設けられて 、な 、部分)の上方に位置するように形成されて！、る。
[0209] これにより、本実施の形態によれば、上記注入 ·排出孔 16に試料を注入することで 、上記注入'排出口 31を介して各泳動レーン 3内に試料を注入 (送液)することがで きるようになつている。
[0210] 上記送液コネクタ 15は、泳動レーン 3の数に応じて適宜設計される。また、上記送 液コネクタ 15は、上記誘電泳動パネル 10に予め固定されていてもよぐ上記誘電泳 動パネル 10に着脱可能に設けられていてもよい。後者の場合、上記送液コネクタ 15 は、同一設計の誘電泳動パネル 10に対しては使い回しが可能である。
[0211] すなわち、本実施の形態でも、上記誘電泳動パネル 10は、該誘電泳動パネル 10 に試料を送液 (注入)する注入手段として、上記送液コネクタ 15を備えて 、る構成を 有していてもよいし、上記誘電泳動装置 70あるいは誘電泳動システム 85が、上記誘 電泳動パネル 10に試料を送液 (注入)する注入手段（注入装置）として、上記送液コ ネクタ 15、あるいは、上記送液コネクタ 15を備えた試料注入装置を備えている構成 を有していても構わない。
[0212] 本実施の形態においても、上記したように試料を泳動レーン 3内外に送液するため の開口部（注入'排出口 31)を上記誘電泳動パネル 10側面に設けることにより、上記 泳動レーン 3内への不純物の混入を防止し、送液系における不良発生を抑制するこ とが可能である。
[0213] また、本実施の形態においても泳動レーン壁 4のパターンにより上記誘電泳動パネ ル 10側面に注入'排出口 31が必然的に形成されることから、注入'排出口 31を形成 するために別途材料や工程を必要としない。従って、上記の構成によれば、ドリル等 で、上記誘電泳動パネル 10上 (例えば上側基板 2上）に、開口部（注入'排出孔 5)を 設ける方法と比較して上記誘電泳動パネル 10の不良発生率を相対的に抑制するこ とが可能である。なお、この抑制効果は泳動レーン 3の数が多いほど顕著である。よ つて、上記の構成によれば、上記誘電泳動パネル 10にドリル等で注入'排出ロを設 ける場合と比較して、より効率的に上記誘電泳動パネル 10を形成することができると ともに、使用上の観点からもより好ましい。
[0214] なお、本実施の形態では、上記下側基板 1が、上記各泳動レーン 3の延設方向各 端部において、上記上側基板 2よりも各々約 2mmずつ突出している構成とし、上記 注入'排出口 31の内径を約 2mmとすることで、図 17に示すように、上記下側基板 1 端面 lbが上記開口部 15aの内壁に当接した状態において、上記注入'排出孔 16縁 部が上記上側基板 2端部並びに下側基板 1端部に位置する構成とする場合を例に 挙げて説明した。し力しながら、本実施の形態はこれに限定されるものではなぐ上 記下側基板 1端面 lbが上記開口部 15aの内壁に当接した状態において、上記注入 •排出孔 16縁部が、何れも上記下側基板 1の露出領域内に位置するように形成され ていれば、上記注入'排出孔 16の内径が上記下側基板 1の突出長さと同じである必 要はなぐ上記注入'排出孔 16の内径が上記下側基板 1の突出長さよりも小さくなる ように形成されて ヽても構わな 、。
[0215] また、上記注入'排出孔 16の内径並びに上記下側基板 1の突出長さも上記長さに 限定されるものではなぐ試料の注入'排出を円滑に行うことができるように適宜設定 が可能である。
[0216] なお、上記誘電泳動パネル 10側面 (泳動アレイ断面）に注入'排出口を有する誘電 泳動パネル 10における試料の注入 (送液)方法としては、上記方法に限定されるもの ではな！/ヽ。上記方法は上記誘電泳動パネル 10における試料の注入 (送液)方法の 一例であり、上記誘電泳動パネル 10の使用方法、試料 (泳動媒体)の種類に応じて 様々な形態の注入 (送液)方法が適応可能である。
[0217] 以上のように、上記した各実施形態では、誘電泳動パネル 10が、泳動レーン 3の片 面（つまり、 1面のみ）に電極例（泳動電極アレイ 6)が配置された構成を有している場 合を例に挙げて説明した。
[0218] 以下の実施形態では、泳動レーン 3における対向する 2面に電極例（泳動電極ァレ ィ)が配置された構成を有している場合を例に挙げて説明する。
[0219] 上記したように、誘電泳動を利用して誘電性物質を搬送、分離、収集する場合、上 記誘電泳動パネル 10に設けられた泳動電極アレイ 6に、 DEPモードにより誘電性物 質を浮揚させる信号や、 TWDモードにより誘電性物質を目的場所に搬送させる信号 を印加する必要がある。
[0220] し力しながら、上記誘電性物質として、前記したように例えば粒子を泳動 (搬送)さ せる場合、上記誘電泳動により泳動する泳動粒子は、粒子の形状や大きさ、誘電率 の僅かな違い、溶媒の粘性抵抗等、様々な要因により、理想的な挙動をとらないこと がある。
[0221] 特に、前記した従来の半導体チップ基板 (誘電泳動チップ基板)並びにこれを用い た粒子搬送用装置では、泳動粒子が、安定した誘電泳動挙動を得ることが困難であ つたり、粒子の効率的な搬送ができな力つたりするという問題を生じ易い。
[0222] このため、安定した観察を行うためには、上記誘電性物質の安定した誘電泳動挙 動を得ることができることが望まし ヽ。上記誘電性物質の安定した誘電泳動挙動を得 ることができれば、当然ながら、従来よりも観察環境を改善することができる。
[0223] これに対し、泳動レーンを挟んで設けられた別個の電極列から、それぞれ交流電 圧により形成された電界を試料に印加することで、泳動レーンの片面力 のみ上記 電界が印加される場合と比較して、上記誘電性物質の安定した誘電泳動挙動を得る ことができ、誘電性物質の効率的な搬送 (誘電泳動)を行うことができる。
[0224] し力も、上記泳動レーン内の誘電性物質、つまり、上記該誘電性物質を含む試料 ( 試料層）に、上記泳動レーンを挟んで該泳動レーンの両側に設けられた電極列から 上記電界を印加する場合、上記試料 (試料層）の片面からのみ上記電界が印加され る場合と比べて、上記誘電性物質に力かる電界が強くなる。このため、上記試料 (試 料層）の両側カゝら上記電界を印加する場合、上記試料 (試料層）の片面からのみ上 記電界が印加される場合と比べて、駆動電圧を上げることなく上記誘電性物質の誘 電泳動力を大きくすることができる。
[0225] し力も、上記したように、上記試料 (試料層）の両側から上記電界を印加する各々の 電極列（以下、第 1の電極列および第 2の電極列と記す）における各々の電極力 上 記泳動レーンを介して各々設けられていることで、例えば、上記第 1の電極列および 第 2の電極列に、位相や振幅等の条件が異なる交流電圧を印加することも可能であ る。このため、上記試料 (試料層）の両側から上記電界を印加する場合、上記試料（ 試料層）の片面（1面)からのみ上記電界が印加される場合 (すなわち、一方の電極 列しか使用しない場合)と比較して、より効率的な泳動挙動の制御、あるいはより複雑 な泳動挙動の制御を行うことも可能である。したがって、従来よりも観察条件の制限を より一層緩和させることができるとともに、試験条件に対する応用範囲を広げることが できる。
[0226] そこで、以下の実施形態では、上記したように、従来よりも効率的に誘電性物質の 誘電泳動挙動を制御することができるとともに、安定した誘電泳動挙動を得ることが できる誘電泳動チップおよび誘電泳動装置並びに誘電泳動システムについて説明 する。
[0227] 〔実施の形態 9〕
本実施の形態について図 18〜図 24に基づいて説明すれば、以下の通りである。 なお、本実施の形態では、主に、前記実施の形態 1〜8との相違点について説明す るものとし、前記実施の形態 1〜8で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素 には同一の番号を付し、その説明を省略する。
[0228] 図 18は、本実施の形態に力かる誘電泳動パネルを上側基板側から見た平面図で ある。図 19は、図 18に示す誘電泳動パネルの Α'— A，線矢視断面図であり、図 20 は、図 18に示す誘電泳動パネルの B'—B'線矢視断面図である。また、図 21は、図 18に示す誘電泳動パネルを備えた本実施の形態にカゝかる誘電泳動システムの概略 構成図である。なお、図 18においては、図示の便宜上、上側基板を二点鎖線にて示 す。
[0229] 図 18〜図 20に示すように、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10 (誘電泳動 チップ、泳動アレイ)もまた、前記実施の形態 1〜8と同様に、下側基板 1 (第 1基板)と 上側基板 2 (第 2基板)とが、泳動空間を有する泳動レーン 3 (流路、セル)を介して対 向配置された構成を有して 、る。
[0230] 本実施の形態において、上記泳動レーン 3は、上記下側基板 1と上側基板 2とを、 両基板間に、泳動レーン 3を構成する所定の空間 (泳動空間）を設けた状態で、シー ル材 (接着剤）により接着固定することにより形成されている。すなわち、本実施の形 態に力かる上記誘電泳動パネル 10は、上記下側基板 1と上側基板 2とが、上記泳動 レーン 3側壁 (泳動レーン壁）を構成する上記シール材カゝらなる間隔保持層 43 (シー ル材層）を介して対向配置された構成を有して 、る。
[0231] また、上記泳動レーン 3には、試料溶液等の、被観察物 (誘電性物質)を含む試料 ( 泳動媒体)を注入および排出するための注入'排出孔 5 (開口部、注入口）が形成さ れている。
[0232] 上記下側基板 1および上側基板 2には、好適には、ガラス、石英、プラスチック等の 透明基板 (透明絶縁体基板)を用いることができる。本実施の形態では、上記下側基 板 1および上側基板 2として、例えば、 10cm X 10cm程度の透明基板を使用する。
[0233] 本実施の形態において、上記下側基板 1における上側基板 2との対向面上には、 泳動電極アレイ 41 A (泳動電極配線、第 1の電極列）として、複数の電極 (泳動電極； 以下、「第 1電極」と記す) 41からなる電極列 (第 1電極列、櫛型電極)が設けられてい る。
[0234] また、上記上側基板 2における下側基板 1との対向面上には、泳動電極アレイ 42A
(泳動電極配線、第 2の電極列）として、複数の電極 (泳動電極:以下、「第 2電極」と 記す) 42からなる電極列（第 2電極列、櫛型電極）が設けられて 、る。
[0235] これにより、上記泳動電極アレイ 41Aおよび泳動電極アレイ 42Aは、第 1電極 41 ·4 1間および第 2電極 42·42間に各々交流電圧による電界を形成することで、上記泳 動レーン 3に注入された試料に各々電界を印加するようになっている。つまり、本実 施の形態に力かる上記誘電泳動パネル 10において、上記泳動電極アレイ 41 Αおよ び泳動電極アレイ 42Aは、各々、上記下側基板 1および上側基板 2に略平行な電界 、言い換えれば、上記泳動レーン 3のレーン面に略平行な電界 (横方向の電界）を、 上記泳動レーン 3に注入された試料に各々印加するようになっている。
[0236] 上記下側基板 1と上側基板 2とは、上記第 1電極 41と第 2電極 42とが、上記泳動レ ーン 3を介して平面的に互 ヽに重畳（つまり、平面視で互 ヽに重畳)するように対向 配置されている。また、上記第 1電極 41· ··および第 2電極 42· ··は、上記泳動レーン 3 と交差 (本実施の形態では直交)するように設けられて 、る。
[0237] 上記第 1電極 41および第 2電極 42のうち少なくとも一方の電極は、粒子が誘電泳 動力を受ける領域、具体的には、上記泳動レーン 3と、上記第 1電極 41および第 2電 極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)とが重畳する領域 (観察領域)の少なくとも一部の 領域が透明電極により構成されて ヽることが望ま U、。
[0238] 本実施の形態では、上記第 1電極 41および第 2電極 42は、例えば、 ΙΤΟ (インジゥ ム錫酸化物： Indium Tin Oxide)、 ZnO (酸化亜 ： Zinc Oxide)、 IZO (インジウム亜 鉛酸ィ匕物： Indium Zinc Oxide)等の透明な導電性酸ィ匕膜 (透明電極)で形成されてい る。上記透明電極に使用される電極材料としては、透明導電材料であれば特に限定 されるものではないが、そのなかでも、 ITOが好ましい。本実施の形態では、上記泳 動電極アレイ 41Α·42Αとして、例えば、膜厚約 2000 Α、電極長約 10cm、電極幅（ L：ライン）30 mの第 1電極 41および第 2電極 42を、各々、電極間隔（S :スペース） 力 30 m (つまり、 LZS力 Sともに 30 μ m)となるように、 1000本形成する。
[0239] 本実施の形態によれば、上記したように上記第 1電極 41および第 2電極 42が、 IT O等の透明電極で構成されることにより、試料として泳動媒体を観察する際、上記第 1電極 41および第 2電極 42に遮られることなぐ上記泳動レーン 3の上下（上記下側 基板 1側および上側基板 2側）の何れの方向からも観察が可能である。このため、観 察方向の選択が可能である。
[0240] また、本実施の形態では、図 18および図 20に示すように、上記第 1電極列内で互 いに隣接し合う任意の 2本の電極を、各々 41x、 41x+ lとし、これら 2本の電極 41χ· 41χ+ 1に重畳する位置に配置された、上記第 2電極列内の 2本の電極を、各々 42χ 、 42χ+ 1とした場合、上記下側基板 1と上側基板 2とは、上記電極 41χ·41χ+ 1と、 これら電極 41χ·41χ+ 1に対向する電極 42χ·42χ+ 1と力 上記泳動レーン 3形成 領域において各々ァライメント精度の許す限りぴったりと重なるような対向位置に配 置されている。なお、電極 41χ、 41χ+ 1とは、それぞれ、上記第 1電極列内における 、下側基板 1の一方の端から X番目、 χ + 1番目の電極を示す。また、電極 42χ、 42χ + 1とは、それぞれ、上記第 2電極列内における、上側基板 2の、上記下側基板 1と 同じ一方の端から X番目、 χ + 2番目の電極を示す。以下、電極 41x+m、あるいは電 極 41x+nとは、それぞれ、上記第 1電極列内における、下側基板 1の一方の端から x+m番目、あるいは x+n番目の電極を示し、電極 42x+m、あるいは 42x+nとは、 それぞれ、上記第 2電極列内における、上側基板 2の、上記下側基板 1と同じ一方の 端力 x+m番目、あるいは x+n番目の電極を示し、 x、 m、 nは、それぞれ、 1以上の 任意の整数を示す。
[0241] また、上記泳動電極アレイ 41 Aは、図 18および図 19に示すように、上記下側基板
1端部に実装 ·接続部 44 (入力端子部）を有して!/ヽる。上記実装 ·接続部 44には FP C 17が実装され、この FPC17を介して、図 21に示す制御基板 50 (制御部；駆動制 御部）と接続される。
[0242] 一方、上記泳動電極アレイ 42Aは、図 18および図 19に示すように、上記上側基板
2端部に実装'接続部 45 (入力端子部)を有している。上記実装'接続部 45 (入力端 子部）には、フレキシブル配線基板 (以下、「FPC」と記す) 46が実装され、この FPC4 6を介して、図 21に示す制御基板 55 (制御部;駆動制御部）と接続される。なお、制 御基板 50 · 55につ 、ては後述する。
[0243] 図 19および図 20に示すように、上記下側基板 1および上側基板 2における互いの 対向面には、各々、電極保護膜として、下面保護膜 7および上面保護膜 8が形成さ れている。これら下面保護膜 7および上面保護膜 8は、各々、上記泳動レーン 3内壁 における底壁および天壁を構成して！/ヽる。
[0244] これら下面保護膜 7および上面保護膜 8の材料としては、例えば、前記実施の形態
1に記載の材料と同様の材料を用いることができるが、これら下面保護膜 7および上 面保護膜 8の材料は、泳動させる粒子の種類に応じて適宜設定すればよぐ特に限 定されるものでない。また、上記下面保護膜 7および上面保護膜 8は、上記泳動レー ン 3内壁、特に、上記泳動電極アレイ 41Α·42Αにおける各電極の表面を保護 (カバ 一)することができさえすればよぐその膜厚は、特に限定されるものではない。なお、 本実施の形態においても、上記下面保護膜 7および上面保護膜 8の材料としては、 感光性を有する材料を使用することもできる。上記下面保護膜 7および上面保護膜 8 の材料として感光性を有する材料を使用することで、例えば、泳動レーン 3以外の保 護膜が不要な部分、例えば実装端子部分 (実装'接続部 44·45)を、例えばフォトリソ グラフィ等で除去することができ、後工程での手間を省くことができる。
[0245] 間隔保持層 43は、上記下面保護膜 7および上面保護膜 8上に設けられている。 [0246] 上記間隔保持層 43に使用されるシール材もまた特に限定されるものではなぐシー ル材として従来公知の榭脂が使用される。このようなシール材としては、例えば、前記 実施の形態 1に記載の材料と同様の材料を用いることができる。なお、本実施の形態 においても、上記シール材は、球状スぺーサまたはファイバ状スぺーサ等のいわゆる スぺーサ（間隔保持材)を含むことが好ましぐ上記シール材がこれら球状スぺーサ、 ファイバ状スぺーサ等のスぺーサを含有することで、上記下側基板 1と上側基板 2と を対向配置させて貼り合わせる際に、上記泳動レーン壁の厚み、つまり、上記泳動レ ーン 3のレーン高さを均一にすることができる。上記シール材中に混入されるスぺー サとしては、前記実施の形態 1に記載の材料と同様のスぺーサを使用することができ る。
[0247] 本実施の形態でも、泳動レーン 3のレーン高さ（間隔保持層 43の高さ）が均一とな るように、上記シール材には、粒径 40 μ mのガラススぺーサを混入する。これにより、 本実施の形態では、レーン幅約 8mm、レーン長さ約 6cm、レーン高さ 40 μ mの泳動 レーン 3を形成する。
[0248] また、本実施の形態にお!、ても、上記下側基板 1および上側基板 2における何れか 一方の基板には、上記泳動レーン 3に試料 (泳動媒体)を注入および排出するため の注入'排出孔 5が形成される。本実施の形態では、上記注入'排出孔 5として、上記 上側基板 2における各泳動レーン 3の両端部に、それぞれ、約 2mmの孔径を有する 孔を設けるものとする。
[0249] なお、上記泳動レーン 3は、上記泳動電極アレイ 41 Α·42Αの延設方向（長手方向 )と、泳動媒体の 2つの注入'排出孔 5を結んだ直線とができる限り垂直となるように設 けられていることが望ましい。
[0250] 次に、本実施の形態に力かる上記誘電泳動パネル 10の作製方法について以下に 説明する。
[0251] 本実施の形態では、上記したように、下側基板 1および上側基板 2に透明基板を使 用し、上記下側基板 1上に泳動電極アレイ 41Aを形成するとともに、上側基板 2上に 、上記泳動電極アレイ 41 Αと同一形状の泳動電極アレイ 42Aを形成する。
[0252] 上記泳動電極アレイ 41 Aおよび上記泳動電極アレイ 42Aは、例えば、上記下側基 板 1および上側基板 2上に、スパッタ蒸着等による ITO膜等の導電性酸ィ匕膜形成後 、フォトリソグラフィを用いて電極形状にパターユングすることにより、容易に形成する ことができる。本実施の形態では、上記泳動電極アレイ 41Α·42Αの形成と同時に、 これら泳動電極アレイ 41Α·42Αの各々の端部に、実装端子として、実装'接続部 44 •45をそれぞれパターン形成する。
[0253] 次に、上記下側基板 1と上側基板 2とを貼り合わせたときに、上記上側基板 2におい て泳動レーン 3と重畳する部分を、例えばドリルで穿孔することにより、泳動レーン 3の 両端部となる部分に、それぞれ、所定の孔径を有する注入'排出孔 5を設ける。なお 、上記注入'排出孔 5の形成方法としては、他に、ブラストや、エッチング等の方法を 用!/、ることができる。
[0254] 次に、上記泳動電極アレイ 41Aが形成された下側基板 1、および、上記泳動電極 アレイ 42Α並びに注入 ·排出孔 5が形成された上側基板 2上に、例えば前記した保 護膜材料を塗布することにより、それぞれ、下面保護膜 7および上面保護膜 8を形成 する。
[0255] 次に、下面保護膜 7が形成された下側基板 1上に、反応性接着剤 (熱硬化性接着 剤）として、例えばガラススぺーサが混入されたエポキシ系接着剤（シール材)を、泳 動レーン 3形成領域を除ぐ上記下側基板 1と上側基板 2とが対向配置される領域（ すなわち、下面保護膜 7が形成された下側基板 1における、泳動レーン 3形成領域並 びに実装 ·接続部 44側端部を除く領域）に塗布する。これにより、上記下側基板 1上 に、泳動レーン壁を構成する間隔保持層 43 (シール材層）を形成する。上記泳動レ ーン 3は、上記泳動電極アレイ 41Aに対して垂直となるように形成する。本実施の形 態においても、シール材の塗布には、例えば、スクリーン版を使用する印刷方法や、 ディスペンサーを使用する描画方法を使用することができる。
[0256] その後、上記下側基板 1および上側基板 2を、上記泳動電極アレイ 41Α·42Αの延 設方向（長手方向）と、泳動媒体の 2つの注入'排出孔 5を結んだ直線とができる限り 垂直になるとともに、上記泳動電極アレイ 41Α·42Αを構成する第 1電極 41· ··と第 2 電極 42· ··とが、泳動レーン 3形成領域において、上記泳動レーン 3を挟んで平面視 で重畳するように対向配置し、上記シール材 (接着剤）により接着固定することで、両 基板の貼り合わせを行う。これにより、上記下側基板 1および上側基板 2と、これら下 側基板 1と上側基板 2との間に設けられた上記間隔保持層 43 (泳動レーン壁)とで囲 まれた泳動レーン 3を形成する。
[0257] 具体的には、下側基板 1および上側基板 2を対向配置させ、上下両面から熱プレス を行う。熱プレスにより下側基板 1上のシール材がー且軟ィ匕した後、硬化し、両基板 が接着されることで、両基板間に泳動レーン 3が形成される。
[0258] 以上の工程により、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10が形成される。なお 、本実施の形態でなした具体的なサイズは、実施の形態の一例にすぎず、上記下側 基板 1および上側基板 2の基板サイズ、電極サイズ (電極幅、電極間隔、電極厚、電 極長等)、下面保護膜 7および上面保護膜 8の膜厚、間隔保持層 43の層厚 (高さ）、 レーン幅、レーン長さ等の条件は特に限定されるものではなぐ分析対象に応じて種 々変更が可能である。
[0259] なお、本実施の形態においても、上記間隔保持層 43の層厚、つまり、泳動レーン 3 のギャップ (レーン高さ）は、上記間隔保持層 43 (泳動レーン壁）を構成する上記シー ル材中に含まれるスぺーサにより均一に維持される。
[0260] また、本実施の形態によれば、上記したように、シール材を、印刷ある 、は描写法を 用いてパターン形成することにより、上記泳動レーン 3を、簡便に形成することができ る。
[0261] また、本実施の形態によれば、上記シール材カ 上記泳動レーン 3形成領域並び に実装，接続部 44側端部を除ぐ例えば上記下側基板 1全面または一部に塗布され ていることで、図 18および図 19に示すように、上記下側基板 1と上側基板 2とを、上 記泳動レーン 3形成領域で上記下側基板 1と上側基板 2とが対向配置される範囲内 で、上記泳動電極アレイ 41 Α·42Αの延設方向（長手方向）にずらして対向配置させ た場合でも、上記下側基板 1と上側基板 2とを強固に接着することができる。
[0262] また、本実施の形態によれば、上記したように、上記下側基板 1と上側基板 2とを、 上記泳動レーン 3形成領域で上記下側基板 1と上側基板 2とが対向配置される範囲 内で、上記泳動電極アレイ 41 Α·42Αの延設方向（長手方向）にずらして対向配置さ せることで、上記下側基板 1と上側基板 2とを貼り合わせたときに、上記実装'接続部 44 · 45への FPC 17 · 46の実装を容易に行うことができる。
[0263] 上記誘電泳動パネル 10は、図 21に示すように、上記泳動電極アレイ 41 A端部に 形成された実装'接続部 44に実装された FPC17を介して、制御基板 50と接続され る。また、上記誘電泳動パネル 10は、図 21に示すように、上記泳動電極アレイ 42A 端部に形成された実装 ·接続部 45に実装された FPC46を介して、制御基板 55と接 続される。
[0264] 本実施の形態に力かる誘電泳動装置 70は、上記誘電泳動パネル 10と、制御基板 50 · 55と、 DC電源 60 (電源）とを備えている。また、本実施の形態にカゝかる誘電泳動 システム 85は、上記誘電泳動装置 70と、撮像系 80とを備えている。
[0265] 上記制御基板 50は、周波数 ·タイマー制御部 50a、同期信号制御部 50b、発振回 路部 50c、位相選択 ·増幅部 50dを備えている。また上記制御基板 55は、周波数 'タ イマ一制御部 55a、同期信号制御部 55b、発振回路部 55c、位相選択 ·増幅部 55d を備えている。
[0266] 上記誘電泳動装置 70において、 DC電源 60から出力された電圧（DC (直流）電圧 )は、上記制御基板 50に入力され、上記制御基板 50を駆動するとともに、上記制御 基板 55に入力され、上記制御基板 55を駆動する。
[0267] 上記制御基板 50では、上記発振回路部 50cから AC電圧が出力される。出力され る AC電圧は、上記周波数 ·タイマー制御部 50a、同期信号制御部 50b、位相選択 · 増幅部 50dにより周波数、位相、振幅等が制御されることにより、意図する AC出力に 調整され、上記 FPC17を介して上記誘電泳動パネル 10に印力 U (入力）される。上記 制御基板 55では、上記発振回路部 55cから AC電圧が出力される。出力される AC 電圧は、上記周波数 ·タイマー制御部 55a、同期信号制御部 55b、位相選択，増幅 部 55dにより周波数、位相、振幅等が制御されることにより、意図する AC出力に調整 され、上記 FPC46を介して上記誘電泳動パネル 10に印加（入力）される。
[0268] このとき上記制御基板 50の同期信号制御部 50bと上記制御基板 55の同期信号制 御部 55bとは、上記 FPC 17を介して上記誘電泳動パネル 10に印加（入力）される信 号と上記 FPC46を介して上記誘電泳動パネル 10に印加 (入力）される信号とを同期 してから、上記誘電泳動パネル 10に印加（入力）される。 [0269] 本実施の形態においても、上記撮像系 80は、上記誘電泳動パネル 10の泳動レー ン 3における観察領域 (測定部）に照射光を与えるためのレーザ等の光源や、光学顕 微鏡あるいは CCD (電荷結合素子; charge coupled device)等の撮像素子等を備え た光学系であり、上記泳動レーン 3の上部または下部に設置されて光学検出を行うよ うになつている。
[0270] 以下に、本実施の形態における上記誘電泳動システム 85を用いた上記泳動媒体 中の粒子の挙動について説明する。
[0271] 図 22 (a) · (b)は、図 21に示す誘電泳動システム 85を用いて泳動媒体中の目的粒 子の浮揚'搬送を行う様子を、図 21に示す誘電泳動パネル 10の断面（すなわち、図 18に示す誘電泳動パネル 10の B'— B'線矢視断面）にて模式的に示す要部断面 図である。上記図 22 (a)は、 DEPモードにより、目的粒子の浮揚を行う様子を示して いる。また、図 22 (b)は、浮揚した目的粒子を TWDモードにより搬送する様子を示し ている。
[0272] 図 22 (a) · (b)では、上記制御基板 50 · 55により、上記泳動電極アレイ 41Α·42Α に DEP (Dielectrophoresis)信号を与えることにより、負の誘電泳動力（n— DEP)によ り、粒子 91のうち、その比誘電率（ε )が溶媒 92の比誘電率（ε )よりも小さな粒子
p m
91a ( s < ε )を、目的粒子 (泳動粒子)として浮上 (浮揚)させ、正の誘電泳動力 (ρ p m
DEP)により、粒子 91のうち、その比誘電率（ ε )が溶媒 92の比誘電率（ ε )より
p m も大きな粒子 91b ( ε > ε )を、上記第 1電極 41または第 2電極 42のエッジにトラッ
p m
プすることにより、 2種類以上の粒子 91を分離し、その後、 TWD (Traveling-Wave D EP)信号に切り替えて、浮上している粒子 9 laだけ搬送する。なお、上記第 1電極 41 または第 2電極 42のエッジにトラップされている粒子 9 lbは、図 22 (b)に示すように、 TWD信号を与えてもトラップされたままである。
[0273] 本実施の形態によれば、図 22 (a) · (b)に示すように、上記泳動電極アレイ 41 Α· 4 2Aにおいて、各泳動電極アレイ 41Α·42Α内で互いに隣り合う電極、例えば、上記 泳動電極アレイ 41A内で互!ヽ【こ隨り合う第 1電極 41 (41χ, 41χ+ 1, 41χ+ 2, 41χ + 3)には、上記制御基板 50 · 55により、各々異なる位相の高周波（交流電圧）が印 カロされる。また、図 22 (a) · (b)に示すように、上記泳動レーン 3 (泳動媒体層）を介し て上記各第 1電極 41 (41x, 41x+ l, 41x+ 2, 41x+ 3)と互いに重畳する位置に 酉己置された第 2電極 42 (42x, 42x+ l, 42x+ 2, 42x+ 3)には、該第 2電極 42 (42 X, 42x+ l, 42x+ 2, 42x+ 3)と互いに重畳する位置に配置された第 1電極 41 (4 lx, 41x+ l, 41x+ 2, 41x+ 3)と同 Cf立相の高周波がそれぞれ印加される。すな わち、本実施の形態では、上下に対向する泳動電極に、同電位の電圧を印加する。 これにより、泳動媒体 90中に含まれる粒子 91に対して上下方向から対称的な電界を かけることが可能となり、上記粒子 91に対して一方向から電界をかける場合と比較し て、強い誘電泳動力を得ることができる。
[0274] また、図 22 (a)〖こ示すように、 DEPモードにおいて、各泳動電極アレイ 41A.42A 内で互 ヽ【こ隨り合う第 1電極 41 (41x, 41x+ l, 41x+ 2, 41x+ 3)並び【こ第 2電極 42 (42x, 42x+ l, 42x+ 2, 42x+ 3)に対し、それぞれ、川頁次 πずつ位ネ目カずれ るように高周波を印加することで、上記粒子 91aの浮揚力の制御を効率良く行うこと ができる。
[0275] また、図 22 (b)〖こ示すように、 TWDモードにおいて、各泳動電極アレイ 41A.42A 内で互 ヽ【こ隨り合う第 1電極 41 (41x, 41x+ l, 41x+ 2, 41x+ 3)並び【こ第 2電極 42 (42x, 42x+ l, 42x+ 2, 42x+ 3)に対し、それぞれ、川頁次 π /2ずつ位ネ目カ Sず れるように高周波を印加することで、浮上した粒子 9 laの搬送を効率良く行うことがで きる。
[0276] 以下に、図 22 (a) · (b)を参照してより具体的に説明する。以下の説明では、誘電 率の異なる 2種類の粒子 91a' 91bを、誘電率および周波数特性の違いにより分離し 、一方の粒子（2)のみを搬送して取り除く場合を例に挙げて説明する。なお、以下の 説明では、溶媒 92に粒子 91a' 91bを懸濁させてなる懸濁液を試料として用いるもの とするが、本実施の形態は、これに限定されるものではない。
[0277] まず、各々 10 m程度の大きさを有する粒子 9 laと粒子 9 lbとを混合した懸濁液を 準備し、この懸濁液を、図 22 (a) · (b)に示す誘電泳動パネル 10に注入する。続いて 、この懸濁液に、例えば、 4. 5V、 50Hzの交流を DEPで印加する。すると、粒子 91b は p— DEPにより第 1電極 41または第 2電極 42のエッジ部にトラップされ、粒子 91a は、 n—DEPにより、図 22 (a)に示すように、上下の泳動電極 (第 1電極 41および第 2 電極 42)に挟まれた泳動レーン 3の中心部に浮上する。すなわち、上記第 1電極 41 と第 2電極 42との電極間距離 (第 1電極 41表面と第 2電極 42表面との間の距離)を V とし、電極 41xの中心と電極 41x+nの中心との間の距離、並びに、電極 42xの中心 と電極 42x+nの中心との間の距離を Hとすると、粒子 91aは、 n—DEPにより、その 中心が、第 1電極 41表面または第 2電極 42表面力 約 VZ2の距離、かつ、第 1電 極 41および第 2電極 42のエッジから約 HZ2の距離に浮上する。
[0278] なお、上記粒子 91aと粒子 91bとを分離するための周波数範囲は、粒子 91aおよび 粒子 91bの種類によって適宜設定すればよぐ特に限定されるものではないが、例え ば、 30kHz〜100kHzの範囲内であることが好ましい。粒子 9 laおよび粒子 9 lbの 種類にもよるが、 30kHz未満の低周波領域では、粒子 91aおよび粒子 91bが、とも に p— DEP力を受け、 100kHzを超える高周波領域では、粒子 91aおよび粒子 91b 1S ともに n— DEP力を受けるために、これらの周波数範囲での分離は不可能である 場合がある。
[0279] 上記 DEPモードにより粒子 91aと粒子 91bとを分離後、 TWDモードに信号を切り 替えると、図 22 (b)に示すように、浮上した粒子 91aのみ力 泳動レーン 3末端の注 入'排出孔 5の方向に搬送される。粒子 91bは TWD信号を与えても第 1電極 41のェ ッジ部にトラップされたままとなる。 TWDモードで粒子 91aを搬送中、重力の影響に より浮上高が低くなつた場合は、再び DEP信号を上記第 1電極列並びに第 2電極列 に印加することで、この浮上高が低くなつた粒子 91aを、再度浮上させることができる
[0280] 本実施の形態によれば、このように、 DEP信号と TWD信号とを適当に切り替えるこ とにより、懸濁液 (泳動媒体 90)から、粒子 9 lbよりも誘電率が低い（より厳密には、比 誘電率 ）が溶媒 92の比誘電率（ε )よりも低い)粒子 91aだけを分離搬送するこ
p m
とができる。上記溶媒 92としては、例えば生理食塩水が用いられる力 本実施の形 態は、これに限定されるものではない。
[0281] なお、これら粒子 91 (粒子 91a' 91b)は、上記誘電泳動パネル 10に注入する前に 蛍光色素で装飾することが望ましい。泳動中の粒子 91の挙動は、例えば、上記第 1 電極 41または第 2電極 42の上方 (透明電極部 (観察領域) )から、光学顕微鏡および CCDカメラ (光学系 80)で観察することができる。
[0282] また、一般的に、泳動レーン 3に注入する溶媒 92の比誘電率（ ε )が、保護膜 (下 面保護膜 7および上面保護膜 8)の比誘電率に比べて大き!/、場合、溶媒の比誘電率 ( ε )は、できるだけ小さい方が、泳動媒体 90に電界が印加され易い。さらに、保護 膜 (下面保護膜 7および上面保護膜 8)の厚さは薄い方が、泳動媒体 90に電界が印 加され易い。
[0283] また、粒子 91の種類にもよる力 上記したように直径 10 m程度の粒子 91を分離 、搬送する場合、例えば、第 1電極列および第 2電極列がともに櫛型電極であり、力 つ、電極幅（L)および電極間隔（S)が、ともに約30 111(し73 = 30 111)でぁるとき 、粒子 91 (粒子 91a' 91b)の分離および搬送を効果的に行うことができる。なお、上 記電極幅 (L)および電極間隔（S)の何れか一方もしくは両方が 30 μ mよりも小さ ヽ 場合でも粒子 91 (粒子 91a' 91b)の分離、搬送は可能である。し力しながら、この場 合、泳動媒体 90に力かる電界が弱くなり、その結果、粒子 91、特に粒子 91a (泳動 粒子）が受ける誘電泳動力も弱くなるおそれがある。特に好適な条件としては、例え ば、上記泳動レーン 3のレーン高さが 40 m (具体的には、レーン高さが 40 mであ り、レーン幅が 8mm)であるとき、溶媒 92の比誘電率（ ε )力 ε = 50であり、保護 膜 (下面保護膜 7および上面保護膜 8)の厚さが 1 mである。なお、上記レーン高さ は、前記したように、シール材に含まれるスぺーサ（間隔保持材）により制御すること ができる。
[0284] 本実施の形態によれば、上記したように、上記泳動レーン 3に注入された泳動媒体 90からなる泳動媒体層の上下に各々配置され、かつ、第 1電極 41と第 2電極 42とが それぞれ平面的に重畳するように配置された両電極列力 上記泳動媒体層に高周 波が印加されるので、一方の電極列しカゝ使用しない場合と比較して、安定した誘電 泳動挙動を得ることができるとともに、駆動電圧を上げずに誘電泳動力を大きくする ことが可能になる。
[0285] すなわち、本実施の形態によれば、上記したように、上下の基板に位置し、互いに 畳重する電極に、それぞれ同位相の高周波を印加することにより、駆動電圧を上げ ずに粒子 91に泳動もしくは滞留に十分な誘電泳動力を与えることができる。 [0286] また、上下各々の電極列に、位相や振幅等の条件が異なる高周波を印加すること ができるので、一方の電極列しか使用しない場合と比較して、より効率的に泳動挙動 を制御することができる。また、本実施の形態によれば、上記一方の電極列しか使用 しない場合と比較して、より複雑な泳動挙動を制御することも可能となる。
[0287] 例えば、第 1電極列と第 2電極列とにおいて、図 22 (a) · (b)に示したように、各電極 列内で互いに隣接し合う電極には各々異なる位相の高周波を印加するとともに、上 記泳動レーン 3 (泳動媒体層）を介して互いに重畳する位置に配置された電極には 各々同じ位相の高周波を印加することで、泳動媒体 90に対して上下方向から対称 的な電界をかけることが可能となり、強い誘電泳動力を得ることができる。この際、各 電極列内で互いに隣接し合う電極に対し、順次 πずつ位相がずれるように高周波を 印加することで、粒子 91の浮揚力の制御を効率良く行うことができる。また、各電極 列内で互いに隣接し合う電極に対し、順次 π Ζ2ずつ位相がずれるように高周波を 印加することで、浮上 (浮揚)した粒子 91の搬送を効率良く行うことができる。
[0288] なお、本実施の形態では、図 22 (a) · (b)に示すように、 DEPモードで粒子 91a' 91 bの分離を行った後、 TWDモードにより、浮上している粒子 9 laのみを搬送する場合 を例に挙げて説明を行った力 本実施の形態は、これに限定されるものではない。本 実施の形態において、上記両モードはそれぞれ単独でも使用が可能である。例えば 、流路 (泳動流路)すなわち泳動レーン 3の微細化等の影響により、粒子 91に、重力 よりも誘電泳動力や浮力が大きく影響する場合、 TWD信号のみを与えることにより、 粒子 91を搬送することができる。
[0289] また、本実施の形態によれば、上記第 1電極列および第 2電極例の何れか一方の 電極列に電圧を印加する場合と、上記両電極列に電圧を印加する場合とを、同一の 実験中に使い分けることができる。これにより、駆動電圧を変えることなく誘電泳動力 を調節することができる。
[0290] なお、本実施の形態では、前記したように、上記泳動レーン 3形成領域において上 記第 1電極 41· ··と第 2電極 42· ··とが平面視でぴったりと重なるように、上記第 1電極 41および第 2電極 42の電極形状、電極幅、並びに電極間隔を同一条件にて形成す る場合を例に挙げて説明した。し力しながら、本実施の形態は、これに限定されるも のではなぐこれら第 1電極 41および第 2電極 42の形状、電極幅、電極間隔、および 電極長 (配線長)等の条件は、分析対象となる粒子 (つまり、泳動媒体 90中の粒子 9 1)の大きさ、並びに、目的とする操作 (分離、収集、搬送等)等に応じて適宜設定す ればよい。また、これら第 1電極 41および第 2電極 42の膜厚や電極材料もまた適宜 設定可能であり、特に限定されるものではない。
[0291] また、本実施の形態では、上記したように、第 1電極列内で互いに隣接し合う任意 の 2本の電極を、各々 41x, 41x+ lとし、これら 2本の電極 41χ·41χ+ 1に重畳する 位置に配置された、第 2電極列内の 2本の電極を、各々 42χ, 42χ+ 1とした場合に、 上記下側基板 1と上側基板 2とが、上記電極 41χ·41χ+ 1と、上記電極 42χ·42χ+ 1とが上記泳動レーン 3形成領域において各々ぴったりと重なるように対向配置され ている場合を例に挙げて説明した力 本実施の形態はこれに限定されるものではな い。
[0292] 上記下側基板 1と上側基板 2とは、図 18に示したように、上記泳動レーン 3形成領 域において、上記第 1電極 41 · · ·と第 2電極 42· · ·とが、平面視で、理想的には完全に 重なっていることが望ましい。し力しながら、上記下側基板 1と上側基板 2とを貼り合わ せる際の両基板のずれを考慮し、上記泳動レーン 3形成領域において、上記電極 4 lx · 41χ + 1と上記電極 42χ ·42χ+ 1とが平面視でその少なくとも一部が重畳するよ うに上記下側基板 1と上側基板 2とが対向配置されていれば、例えば図 23に示すよう に、上記下側基板 1と上側基板 2とは、上記泳動レーン 3形成領域において、上記電 極 41χ·41χ+ 1と上記電極 42χ·42χ+ 1と力 各々、一部重畳する範囲内で互いに ずれた状態で対向配置されて 、ても構わな！/、。
[0293] 具体的には、上記第 1電極 41と第 2電極 42とは、例えば、図 23に示すように、第 1 電極列における電極 41χと第 2電極列における電極 42χの一部とが畳重する範囲内 で、平面的に位置がずれていても構わない。但し、上記下側基板 1と上側基板 2とは 、上記泳動レーン 3における一方の注入'排出孔 5に近い側力 上記第 1電極列内の 電極を順に 41χ, 41χ+ 1とし、第 2電極列内の電極を順に 42χ, 42χ+ 1としたとき に、例えば、電極 42χが、図 24に示すように対向する電極 41χの隣の電極 41χ+ 1 の一部に重畳すると、電界密度の減少を惹起するという問題や、各々の電極に、印 カロした 、位相とは異なる位相を与えてしま 、、予想できる誘電泳動挙動が得られな ヽ 、あるいは、回路基板に悪影響を及ぼす等の問題を生じることから望ましくない。した がって、上記位置ずれは、 X番目の電極 42xが、上記泳動レーン 3を挟んで設けられ た X番目の電極 41xの隣の電極 41x+ 1の一部に重畳しない範囲内に抑えることが 望ましい。
[0294] なお、本実施の形態では、上記泳動レーン 3が、上記下側基板 1と上側基板 2とを、 両基板間に、泳動レーン 3を構成する所定の空間 (泳動空間）を設けた状態で、シー ル材 (接着剤）により接着固定することにより形成されている場合を例に挙げて説明し た力 本実施の形態はこれに限定されるものではない。上記泳動レーン 3は、例えば 、上記一対の基板のうち一方の基板 (例えば上記下側基板 1)上に、上記シール材 等により、上記泳動レーン 3を構成する泳動レーン壁 (泳動レーン枠） ί 上記泳動レ ーン 3の形成領域に沿ってパターン形成されて 、る構成を有して 、てもよ!/、。
[0295] また、本実施の形態では、前記したように、泳動レーン壁として間隔保持層 43 (シ ール材層）を、下面保護膜 7が形成された下側基板 1上、つまり、上記下面保護膜 7 上に形成するものとした力 本実施の形態は、これに限定されるものではなぐ上記 下面保護膜 7および上面保護膜 8形成時に、上記下面保護膜 7および上面保護膜 8 における、上記間隔保持層 43との重畳領域における一部あるいは全部を除去して おいてもよい。このような構造にすることにより、上記下面保護膜 7および上面保護膜 8とシール材との密着性が悪 ヽ場合でも、十分な接着性を得ることができる。
[0296] また、本実施の形態に力かる上記誘電泳動パネル 10では、上記したように、上記 下側基板 1および上側基板 2における互いの対向面に、各々、下面保護膜 7および 上面保護膜 8が形成されている場合を例に挙げて説明した。し力しながら、本実施の 形態はこれに限定されるものではなぐ上記下側基板 1および上側基板 2に上記下 面保護膜 7および上面保護膜 8が形成されている必要は必ずしもない。但し、上記下 側基板 1および上側基板 2における互いの対向面、特に、上記泳動レーン 3内にお ける上記第 1電極 41および第 2電極 42上に、これら電極 (泳動電極)を覆う保護膜（ 下面保護膜 7および上面保護膜 8)が設けられていることで、泳動する粒子 91 (91a) が上記泳動電極に吸着することを防ぐことができる。よって、上記粒子 91の種類によ つては、上記下側基板 1および上側基板 2に上記下面保護膜 7および上面保護膜 8 が形成されて ヽることが望ま ヽ。
[0297] また、本実施の形態では、第 1電極列および第 2電極列力 上記泳動レーン 3の上 下方向、具体的には、上記泳動レーン 3の底壁となる下側基板 1並びに上記泳動レ ーン 3の天壁となる上側基板 2に設けられている場合を例に挙げて説明したが、本実 施の形態はこれに限定されるものではなぐ上記第 1電極列および第 2電極列力 上 記泳動レーン 3の左右方向、具体的には、上記泳動レーン 3の側壁を構成する泳動 レーン壁（間隔保持層 43)に設けられている構成とすることもできる。
[0298] さらに、本実施の形態では、上記泳動レーン 3を介して 2つの電極列力 上記泳動 レーンを介して互いに対向（重畳）して設けられている場合を例に挙げて説明したが 、本実施の形態はこれに限定されるものではなぐ上記泳動レーン 3を介してさらに 2 つの電極列（第 3電極列および第 4電極列）が設けられて 、る構成を有して 、てもよ い。すなわち、上記泳動レーン 3の天壁、底壁、両側壁に、それぞれ独立して別個の 電極列が形成されている構成を有していてもよい。これにより、誘電性物質 (例えば 粒子 91)の誘電泳動の挙動をより一層安定させることが可能であり、より効率的な誘 電性物質の搬送を行うことができるとともに、より複雑な泳動挙動を制御することも可 能である。
[0299] また、本実施の形態では、上記下側基板 1および上側基板 2として透明基板を使用 するものとした力 本実施の形態は、これに限定されるものではなぐ粒子 91が誘電 泳動力を受ける領域、具体的には、上記泳動レーン 3と上記第 1電極 41および第 2 電極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)とが重畳する領域 (観察領域）において泳動レ ーン 3内の試料 (泳動媒体 90)が観察可能に設けられていればよい。具体的には、 例えば、上記誘電泳動パネル 10は、上記下側基板 1および上側基板 2の何れか一 方の基板のみが透明基板で形成され、他方の基板における、上記泳動レーン 3と上 記第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)とが重畳する領域 (観 察領域）に観察窓（開口部ある 、は透明領域)が設けられて 、る構成を有して 、ても よい。また、上記誘電泳動パネル 10は、上記下側基板 1および上側基板 2が、両基 板における、上記泳動レーン 3と上記第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41A-42A)とが重畳する領域 (観察領域）にそれぞれ透明領域 (何れか一方は開口 部であってもよい）が設けられた非透明基板 (半透明あるいは不透明な基板)からな る構成を有していてもよい。
[0300] 本実施の形態によれば、上記何れの構成においても、透過光による観察、撮影 (透 過モードによる観察、撮影）が可能である。
[0301] 本実施の形態によれば、上記したように透過モードを使用することで、投影による観 察システムの構築が可能となる。また、透過モードは、蛍光観察やフィルタリングを多 用する観察に非常に有効である。
[0302] このように、泳動レーン 3の両面に電極を形成する場合でも電極領域での光学撮像 を可能とすること、つまり、透過モードの使用を可能とすれば、観察条件の制限を大 きく緩和することができる。
[0303] 但し、本実施の形態は、これに限定されるものではなぐ上記下側基板 1および上 側基板 2の何れか一方の基板が透明基板で形成され、他方の基板が非透明基板 ( 半透明あるいは不透明な基板)で形成されている構成を有していてもよぐ上記第 1 電極 41および第 2電極 42の何れか一方の電極（泳動電極）が透明電極で形成され 、他方の電極 (泳動電極）が、金属電極等の非透明電極で形成されている構成を有 していてもよい。この場合、上記非透明電極による反射 (落射)光 (落射モード)を用 いること〖こより、電極領域での観察、撮影 (光学撮像)が可能である。
[0304] すなわち、本実施の形態によれば、上記したように、試料に対し、泳動レーン 3を挟 んで設けられた別個の電極列から、それぞれ交流電圧により形成された電界を印加 することで、泳動レーンの片面からのみ上記電界が印加される場合と比較して、上記 誘電性物質の安定した誘電泳動挙動を得ることができ、誘電性物質の効率的な搬送 (誘電泳動）を行うことができる。よって、上記の構成を採用する場合であっても、従来 よりも、試験条件に対する応用範囲が広げることができるとともに、観察環境を改善す ることがでさる。
[0305] また、本実施の形態において、上記下側基板 1および上側基板 2を透明基板にて 形成するか、あるいは、非透明基板を用いる場合であっても、上記泳動レーン 3の一 部に観察窓 (透明領域)を設ける等して観察領域を形成する場合、上記第 1電極 41 および第 2電極 42は、ともに、金属電極等の非透明電極で形成されていてもよい。
[0306] 上記金属材料としては、例えば、アルミニウム (A1)、チタン (Ti)、モリブデン (Mo)、 白金 (Pt)、金 (Au)等の金属、あるいはこれら金属を含む合金等の金属材料を使用 することができる。
[0307] なお、上記金属電極は、上記金属材料を使用し、スパッタ蒸着等により金属膜を形 成し、この金属膜を、フォトリソグラフィを用いて電極形状にパターユングすることによ り形成することができる。
[0308] 但し、前者の場合、上記下側基板 1および上側基板 2の何れか一方の基板が非透 明基板で形成されるか、もしくは上記泳動レーン 3 (流路)の片面に光学的に非透明 な電極が形成されていることで、 CCD等の撮像装置 (撮像系 80)の設置力 上記泳 動レーン 3における何れか一方の基板側に限られる。
[0309] また、後者の場合のように、上記泳動レーン 3 (流路)の両面 (上下面）に非透明な 電極を形成する場合、少なくとも電極領域での光学撮像は不可能となる。
[0310] このため、さらなる観察環境の改善のためには、本実施の形態においても、上記第 1電極 41および第 2電極 42のうち少なくとも一方の電極は、粒子 91が誘電泳動力を 受ける領域、具体的には、上記泳動レーン 3と、上記第 1電極 41および第 2電極 42 ( 泳動電極アレイ 41 A · 42A)とが重畳する領域の少なくとも一部の領域 (少なくとも観 察領域 9)に相当する部分 (領域)が透明電極により構成されていることが望ましい。
[0311] 但し、配線抵抗、寄生容量の観点からは、上記泳動レーン 3の両面全ての配線、す なわち、上記第 1電極 41および第 2電極 42がともに金属配線 (金属電極)である場合 に、最も大きい誘電泳動力が得られる。このため、制限された電圧で最大限の誘電 泳動力を得たい場合、まず泳動レーン 3の少なくとも一部に上記泳動電極アレイ 41 A ·42Αが透明電極カゝらなる領域を設けた基板 (誘電泳動パネル 10)により誘電泳動 挙動を確認した後、上記したように上記泳動レーン 3の両面全ての配線が金属配線 ( 金属電極）にて形成された両面金属電極基板 (誘電泳動パネル 10)を利用してもよ い。この場合、例えば、予め上記したように泳動レーン 3の少なくとも一部に上記泳動 電極アレイ 41Α·42Αが透明電極力もなる領域を設けた基板 (誘電泳動パネル 10) を用いて被観察物の誘電泳動挙動を確認し、挙動観察よりも被観察物の滞留 ·搬送 が目的の実験等は、上記両面金属電極基板 (誘電泳動パネル 10)にて対象物を滞 留'搬送してもよい。
[0312] 〔実施の形態 10〕
本実施の形態について主に図 25〜図 27に基づいて説明する。なお、本実施の形 態では、主に、前記実施の形態 9との相違点について説明するものとし、前記実施の 形態 9で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、そ の説明を省略する。
[0313] 前記実施の形態 9では、主に、上記第 1電極 41および第 2電極 42が、 ITO、 ΖηΟ、 ΙΖΟ等の ヽゎゆる透明電極で構成されて！、る場合を例に挙げて説明した。しかしな がら、前記したように、 ΙΤΟや ΖηΟ、 ΙΖΟ等の透明導電材料の抵抗率は、 Al、 Au等 の金属材料と比較すると 2桁大きい。従って、第 1電極 41および第 2電極 42を金属 電極にて形成する場合と比較して、前記実施の形態 9に示すように同形状の電極（ 配線)をともに透明導電材料で形成する場合、相対的に 1〜2桁高抵抗になってしま
[0314] そこで、本実施の形態では、上記第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 4 1A-42A) 1S 部分的に透明電極で形成されている誘電泳動パネル 10を例に挙げ て説明する。
[0315] 図 25は、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10を上側基板側から見た平面図 である。図 26は、図 25に示す誘電泳動パネル 10の C'—C'線矢視断面図である。 また、図 27は、本実施の形態にカゝかる他の誘電泳動パネルの概略構成を示す断面 図である。なお、図 25においても、図示の便宜上、上記上側基板は二点鎖線にて示 す。
[0316] 本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、図 25に示すように、各泳動レーン 3 と泳動電極アレイ 41Α·42Αとが重畳する部分に、各泳動レーン 3内の試料 (泳動媒 体 90)を観察 ·撮像 (透過撮影)するための観察領域 9を設けている。図 25および図 26に示すように、観察領域 9における第 1電極 41は透明電極 41aで構成されており 、観察領域 9と重畳しない部分の第 1電極 41には、金属材料 (金属電極 41b)を使用 する。また、観察領域 9における第 2電極 42は透明電極 42aで構成されており、観察 領域 9と重畳しない部分の第 2電極 42には、金属材料 (金属電極 42b)を使用する。
[0317] より具体的には、本実施の形態では、上記第 1電極 41および第 2電極 42として、透 明電極層上に部分的に金属電極層が形成された、二層構造を有する電極 (電極配 線)を使用する。すなわち、本実施の形態にカゝかる第 1電極 41および第 2電極 42は、 これら第 1電極 41および第 2電極 42における観察領域 9と重畳する部分のみが透明 電極 41aまたは透明電極 42aの単層電極 (単層配線)からなり、それ以外の部分は、 透明電極 41aと金属電極 41bとの二層電極（二層配線）、もしくは、透明電極 42aと金 属電極 42bとの二層電極（二層配線)からなつて!/、る。
[0318] このように、本実施の形態によれば、各泳動レーン 3と第 1電極 41および第 2電極 4 2 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)とが重畳する部分、つまり、各泳動レーン 3内の第 1電 極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41 Α·42Α)の少なくとも一部を透明電極（ 透明電極 41aまたは透明電極 42a)のみで構成することで、この透明電極カゝらなる第 1電極 41· ··および第 2電極 42…形成領域を、観察領域 9として使用する。
[0319] 上記透明電極 41a'42aの材料としては、前記実施の形態 2における透明電極 6a に用いられる金属材料と同様、例えば、 ITO、 ΖηΟ、 ΙΖΟ等の透明導電材料を使用 することができる。これら透明導電材料のなかでも、 ΙΤΟが好適に使用される。また、 上記金属材料としては、アルミニウム (A1)、チタン (Ti)、モリブデン (Mo)、白金（Pt) 、金 (Au)等の金属、あるいはこれら金属を含む合金等の金属材料を使用することが できる。
[0320] なお、本実施の形態でも、上記第 1電極 41および第 2電極 42 (透明電極 41a'42a および金属電極 41b *42b)の電極幅、電極間隔、および電極長（配線長）等の条件 は、特に限定されるものではなぐ分析対象となる粒子 91 (つまり、泳動媒体 90中の 粒子 91)の大きさ、並びに、目的とする操作 (分離、収集、搬送等)等に応じて適宜 設定すればよい。また、上記第 1電極 41および第 2電極 42 (透明電極 41a'42aおよ び金属電極 41b'42b)の膜厚や各電極層における電極材料もまた適宜設定可能で あり、特に限定されるものではない。
[0321] さらに、上記第 1電極 41および第 2電極 42における上記透明電極 41a'42aの各々 の単層配線部分の電極長も特に限定されるものではなぐ泳動レーン 3のレーン幅や 第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)の抵抗率等に応じて適 宜設定すればよい。但し、上記泳動電極アレイ 41Α·42Αにおける上記透明電極 41 a '42aの単層配線部分にぉ 、て、前記したように同形状の電極 (配線)を透明導電 材料と金属材料とで形成する場合、透明電極材料で形成された電極は、金属材料で 形成された電極と比較して相対的に高抵抗である。このため、抵抗率をできるだけ低 く抑えるためには、少なくとも、上記第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 4 1A-42A)における上記泳動レーン 3外に相当する領域、すなわち、上記第 1電極 4 1および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)における上記間隔保持層 43との重 畳領域は、上記透明電極 41aと金属電極 41bとの二層構造並びに上記透明電極 42 aと金属電極 42bとの二層構造を有していることが好ましぐ図 27に示すように、上記 第 1電極 41および第 2電極 42力 上記泳動レーン 3内の一部において、透明電極 4 laまたは透明電極 42aの単層構造をそれぞれ有していることがより望ましい。
[0322] 以下に、本実施の形態に力かる上記泳動電極アレイ 41Α·42Αの形成方法につい て説明する。
[0323] 本実施の形態では、まず、実施の形態 9と同様に、上記下側基板 1上に、スパッタ 蒸着等による ΙΤΟ膜形成後、フォトリソグラフィを用いて電極形状にパターユングする ことにより、下側基板 1上に、透明電極 41a…を形成する。一方、上記上側基板 2上 にも、スパッタ蒸着等による ITO膜形成後、フォトリソグラフィを用いて電極形状にパ ターニングすることにより、該上側基板 2上に、透明電極 42a…を形成する。
[0324] 次に、この透明電極 41a…または透明電極 42a…が形成された下側基板 1および 上側基板 2上に、前記したように金属材料を使用し、スパッタ蒸着等により金属膜を 形成し、この金属膜を、フォトリソグラフィを用いて電極形状にパターユングするととも に、このパターン形成された金属膜における観察領域 9と重畳する配線部分 (本実施 の形態では、上記泳動レーン 3内および上記泳動レーン 3近傍の配線部分)のパタ ーンを除去する。
[0325] これにより、上記第 1電極 41および第 2電極 42の観察領域 9と重畳する部分のみが ITO単層配線 (透明電極 41aまたは透明電極 42a)となり、それ以外の部分は、 Au 等の金属電極 (金属電極 4 lbまたは金属電極 42b) ZITO等の透明電極 (透明電極 41aまたは透明電極 42a)の二層配線が形成される。
[0326] なお、泳動電極アレイ 41Α·42Α以外の部分の形成方法については、基本的に前 記実施の形態 9と同様である。また、本実施の形態でも、上記第 1電極 41および第 2 電極 42の形成と同時に、これら第 1電極 41および第 2電極 42の端部に、実装端子と して、実装'接続部 44· 45をパターン形成する。
[0327] 本実施の形態によれば、上記泳動電極アレイ 41 Α ·42Αを、上記したように泳動レ ーン 3内に設けた観察領域 9と重畳する部分は ΙΤΟ等の透明電極 41 a · 42aで構成し 、それ以外の部分を、透明電極41&'42&ょり低抵抗の八11等の金属電極41 421)で 構成することにより、試料 (泳動媒体 90)を観察する際に上記第 1電極 41および第 2 電極 42(泳動電極アレイ 41Α·42Α)に遮られることなぐ上記泳動レーン 3の上下（上 記下側基板 1側および上側基板 2側）の何れの方向からも観察が可能であることに加 えて、上記泳動電極アレイ 41 Α·42Α全体の抵抗を、該泳動電極アレイ 41Α·42Αと 同一形状（同一パターン)の ΙΤΟ等の透明電極力もなる泳動電極アレイを使用する 場合と比較して、低く抑えることができる。よって、本実施の形態によれば、光学的観 察に対する観察条件が制限されることがなぐかつ、入力電圧 (泳動制御入力電圧） の減衰 ·遅延を抑制することが可能な、使い勝手が良ぐ測定精度の高い誘電泳動 パネル 10および誘電泳動装置 70、延 、ては誘電泳動システム 85を実現することが できる。
[0328] なお、本実施の形態では、上記泳動電極アレイ 41Α·42Αを、観察領域 9と重畳す る部分は ΙΤΟ等の透明電極 4 la '42aで構成し、それ以外の部分は、これら透明電 極 41a'42aよりも低抵抗の Au等の金属電極 41b '42bで構成するものとした力 本 実施の形態はこれに限定されるものではなぐ上記泳動電極アレイ 41Α·42Αが上 記観察領域 9と重畳する領域において上記泳動電極アレイ 41Α·42Αの少なくとも 一部が透明電極で形成されて 、ればよ 、。
[0329] 例えば、上記泳動電極アレイ 41Α·42Αは、上記泳動電極アレイ 41Α·42Αが上 記観察領域 9 (粒子 91が誘電泳動力を受ける領域)と重畳する領域 (すなわち、上記 泳動電極アレイ 41Α·42Αが上記泳動レーン 3と重畳する領域）において、透明電極 41a'42aで形成されている部分（つまり、各電極が透明電極 41aまたは透明電極 42 aのみ力 なる部分）と、金属電極 41b '42bが設けられている部分 (つまり、さらに金 属電極 41bまたは金属電極 42bが設けられている部分）とを有していてもよい。また、 上記泳動電極アレイ 41A.42Aは、透明電極 41a'42aに対し、上記泳動電極アレイ 41Α·42Αが上記観察領域 9と重畳しない領域の一部に上記金属電極 41b '42bが 形成 (積層）されて 、る構成を有して 、てもよ 、。
[0330] さらに、上記泳動電極アレイ 41 A ·42Αは、上記泳動電極アレイ 41Α·42Αが上記 観察領域 9と重畳する領域において上記泳動電極アレイ 41Α·42Αの少なくとも一 部が透明電極 41a'42aで形成（つまり、各電極が透明電極 41aまたは透明電極 42a のみで形成）されて 、れば、上記観察領域 9の一部あるいは非観察領域の一部に、 金属以外の非透明な (半透明もしくは不透明な)導電材料 (低抵抗導電材料)力ゝらな る第 3の電極が設けられている構成を有していてもよい。上記第 3の電極は、上記金 属電極 4 lb · 42bに代えて設けられて ヽてもよく、上記金属電極 4 lb · 42bと併用され ていてもよい。この場合、上記第 3の電極は、上記金属電極 41b '42bと同層に設けら れていてもよぐ上記金属電極 41b '42bに対し積層構造とすることで、上記第 1電極 41および第 2電極 42の少なくとも一方の電極力 3層以上の多層構造を有する構成 としてちよい。
[0331] また、本実施の形態でも、前記実施の形態 9同様、上記下側基板 1および上側基 板 2として、例えば、 10cm X 10cm程度の透明基板を使用するものとした力 本実施 の形態は、これに限定されるものではなぐ上記泳動レーン 3と上記第 1電極 41およ び第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)とが重畳する領域 (観察領域 9)において 泳動レーン 3内の試料 (泳動媒体 90)が観察可能に設けられていればよい。すなわ ち、本実施の形態でも、上記誘電泳動パネル 10は、例えば、上記下側基板 1および 上側基板 2の何れか一方の基板のみが透明電極で形成され、他方の基板における、 上記泳動レーン 3と上記第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α) とが重畳する領域 (観察領域 9)に観察窓（開口部あるいは透明領域)が設けられて いる構成を有していてもよい。また、上記誘電泳動パネル 10は、上記下側基板 1およ び上側基板 2が、両基板における、上記泳動レーン 3と上記第 1電極 41および第 2電 極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)とが重畳する領域 (観察領域 9)にそれぞれ透明 領域 (何れか一方は開口部であってもよい）が設けられた非透明基板 (半透明あるい は不透明な基板)力もなる構成を有して 、てもよ 、。
[0332] また、本実施の形態では、上記したように観察領域 9 (上記泳動電極アレイ 41Α·4 2Αが上記観察領域 9と重畳する領域）における第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動 電極アレイ 41Α·42Α)を透明電極とし、それ以外の領域における第 1電極 41および 第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)を、例えば透明電極と、金属電極等の低抵 抗非透明電極との積層構造とすることで非透明電極 (すなわち平面視で非透明な電 極構造)とする場合を例に挙げて説明した。し力しながら、本実施の形態によれば、 例えば、図 27に示すように、上記観察領域 9、すなわち、上記泳動レーン 3と泳動電 極アレイ 41Α·42Αとが重畳する領域において上記泳動電極アレイ 41Α·42Αの一 部のみを透明電極で形成することにより、透明電極による透過モード (透過光による 観察、撮影)あるいは落射モード (被観察物力ゝらの反射 (落射)光による観察、撮影） に加えて、非透明電極 (金属電極)からの反射 (落射)光を観察、投影に利用する落 射モードの使用が可能な誘電泳動パネル 10を提供することができる。これにより、観 察条件を緩和することができることに加え、より複雑な誘電泳動挙動の観察を行うこと も可能となる。この結果、上記したように透明電極による透過モード、および、金属電 極等の非透明電極 (反射 (落射)電極）による落射モードの両モードを使用することで 2種類の観察が可能となり、 2種類の角度カゝら解析が可能な誘電泳動パネル 10を提 供することができる。
[0333] この場合、例えば、図 27に示すように、上記観察領域 9、すなわち、上記泳動レー ン 3と泳動電極アレイ 41Α·42Αとが重畳する領域において、これら泳動電極アレイ 4 1Α·42Αのうち何れか一方の泳動電極アレイ、本実施の形態では、例えば泳動電極 アレイ 41Aのみが、透明電極 41aの単層構造からなる領域と、透明電極 41a上にさら に金属電極 41bが設けられた二層構造力 なる領域とを有し、他方の泳動電極ァレ ィ 42Aは、透明電極 42aの単層構造にて形成されて 、る構成とすればよ!、。
[0334] このように、上記観察領域 9において上記泳動電極アレイ 41Α·42Α (第 1電極 41 および第 2電極 42)力 上記したように両方とも透明電極力 なる部分と、少なくとも 一方に金属電極が設けられて ヽる部分とを備えて ヽることで、上記泳動電極アレイ 4 1 A · 42A全体の抵抗を、該電極アレイ 41 A · 42Aを透明電極 4 la · 42aのみで形成 する場合と比較して、低く抑えることができ、かつ、各電極間の寄生容量を低減するこ とができることに加えて、上記したように、電極面での光の透過 Z落射を利用する透 過モードおよび落射モードの何れのモードも使用可能な誘電泳動パネル 10を提供 することができる。
[0335] この場合、上記観察領域 9において、上記泳動電極アレイ 41Α·42Α (第 1電極 41 および第 2電極 42)の少なくとも一方に金属電極が設けられて ヽる部分 (落射領域 9 b)に対する、上記泳動電極アレイ 41Α·42Α (第 1電極 41および第 2電極 42)が両 方ともに透明電極力 なる部分 (透明領域 9a)の割合 (9aZ9b)は、特に限定される ものではないが、例えば、トラップされた粒子 (誘電体粒子）あるいは泳動中の粒子（ 誘電体粒子）の観察記録のため、その下限値が 1Z3、つまり、 lZ3≤9aZ9b (つま り、上記観察領域 9における透明領域 9aの割合が 1Z4以上)であることが好ましぐ 1 Z3く 9aZ9bであることがより好ましぐ l≤9aZ9b (つまり、上記観察領域 9におけ る透明領域 9aの割合が 1Z2以上)であることがさらに好ましい。また、上記割合（9a /9b)は、 9aZ9bく 3であることが好ましぐ上記した範囲内の中でも、 9a/9b = l に設定することが特に好ま U、。
[0336] なお、本実施の形態では、上記したように、電極面での光の透過 Z落射を利用する 透過モード Z落射モード両用型の誘電泳動パネル 10として、上記したように泳動電 極アレイ 41Α·42Αの一部を透明電極で形成する場合を例に挙げて説明した力 本 実施の形態はこれに限定されるものではない。
[0337] 例えば、前記実施の形態 9にお ヽて、上記下側基板 1および上側基板 2の何れか 一方の基板を、該基板における、上記泳動レーン 3と泳動電極アレイ 41Α·42Αとが 重畳する領域 (観察領域 9)の一部に透明領域を有する非透明基板にて形成すると ともに、他方の基板を、透明基板、もしくは、上記泳動レーン 3と泳動電極アレイ 41A •42Αとが重畳する領域 (観察領域 9)に観察窓（開口部あるいは透明領域)を有する 非透明基板にて形成することによつても、透過モード Ζ落射モード両用型の誘電泳 動パネル 10を提供することができる。
[0338] 〔実施の形態 11〕 本実施の形態にっ 、て、主に図 28 (a)〜（c)および図 29 (a)〜（c)に基づ ヽて説 明する。なお、本実施の形態では、主に、前記実施の形態 9、 10との相違点につい て説明するものとし、前記実施の形態 9、 10で用いた構成要素と同一の機能を有す る構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
[0339] 図 28(a)〜（c)は、図 21に示す誘電泳動システム 85を用いて泳動媒体中の目的 粒子の浮揚 ·搬送を行う様子を、図 21に示す誘電泳動パネル 10の断面にて模式的 に示す他の要部断面図である。また、図 29(a)〜（c)は、図 21に示す誘電泳動シス テム 85を用いて泳動媒体中の目的粒子の浮揚'搬送を行う様子を、図 21に示す誘 電泳動パネル 10の断面にて模式的に示すさらに他の要部断面図である。上記図 28 (a)および図 29 (a)は、目的粒子の浮揚を行う様子を示して!/、る。また、図 28 (b)お よび図 28 (c)、並びに、図 29 (b)および図 29 (c)は、浮揚した目的粒子を搬送する 様子を示している。
[0340] 本実施の形態では、図 28 (a)〜（c)に示すように、上記泳動電極アレイ 41 A ·42Α において、各泳動電極アレイ 41Α·42Α内で互いに隣り合う電極、例えば、上記泳動 電極アレイ 41A内で互!ヽ【こ隨り合う第 1電極 41(41χ, 41χ+1, 41χ+2, 41χ+3, 41χ+4, ···, 41x+m)には、上記制御基板 50· 55により、各々異なる位相の高周 波を印加している。同様に、上記泳動電極アレイ 42A内で互いに隣り合う第 2電極 4 2(42x, 42x+l, 42x+2, 42x+3, 42x+4, ···, 42x+m)〖こも、上記制御基板 5 0·55により、各々異なる位相の高周波を印加している。なお、 x、 mは、 1以上の任意 の整数を示す。
[0341] また、図 28 (a)〜（c)に示すように、上記泳動レーン 3 (泳動媒体層）を介して上記 各第 1電極 41(41x, 41x+l, 41x+2, 41x+3, 41x+4, ···, 41x+m)と互!/、に 重畳する位置に酉己置された第 2電極 42 (42x, 42x+l, 42x+2, 42x+3, 42x+ 4, ···, 42x+m)に ίま、該第 2電極 42(42x, 42x+l, 42x+2, 42x+3, 42x+4 , ···, 42x+m)と互いに重畳する位置に酉己置された第 1電極 41(41x, 41x+l, 41 x+2, 41x+3, 41x+4, ···, 41x+m)とは異なる位相の高周波をそれぞれ印加し ている。
[0342] 本実施の形態では、上記第 1電極列および第 2電極列において上下に対向する泳 動電極に、下記表 1に記載の位相条件を満足する高周波をそれぞれ印加する。
[0343] [表 1]
Figure imgf000074_0001
[0344] 本実施の形態において、上記 nは 1以上の整数を示す。また、図 28 (a)〜（c)に示 す誘電泳動パネル 10においては、 n= 2とした。すなわち、図 28 (a)〜（c)に示す誘 電泳動パネル 10においては、上記したように、第 1電極列における X番目の第 1電極 41 (41x)に対し、 x+ 2番目の第 1電極 41 (41x+ 2)と、上記 x番目の第 1電極 41 (4 lx)と対向する、第 2電極例における X番目の第 2電極 42 (42x)とに、上記 x番目の 第 1電極 41との位相差が πとなるように高周波を印加するとともに、第 2電極列にお ける x+ 2番目の第 2電極 42 (42χ+ 2)に対し、上記 χ番目の第 1電極 41と同じ (位相 差 0)の高周波を印加する。
[0345] このように、上記各電極に対して、上記表 1の関係を満たす位相条件で高周波を印 加することにより、図 28 (a)に示すように、上記泳動レーン 3 (泳動媒体層）における、 上記電極 41χ, 41χ+ 2、 42χ, 42χ+ 2で囲まれた空間の中心部、具体的には、上 記電極 41χ+ 1と 42χ+ 1との中心に、粒子 91 (粒子 91a)をトラップすることができる
[0346] さらに、図 28 (b) · (c)に示すように、第 1電極列および第 2電極列における高周波 を印加する対象電極を、 4本の電極 4 lx, 41x+n, 42x, 42x+nの組み合わせから なる 1ユニットの xが、順次 1ずつ大きくなる（つまり、 x= l、 2、 3、…と変化する）ように 、高周波を印加する対象電極を順位移動させることにより、従来の TWDモード (各電 極列内で互いに隣接し合う電極に対し、順次 π Ζ2ずつ位相がずれるように高周波 を印加するモード）に比べて、粒子 91 (91a)の搬送を効率良く行うことができる。
[0347] 図 28 (a)〜（c)によれば、図 28 (a)に示すように、 x+ 2番目の第 1電極 41 (41x+ 2)と X番目の第 2電極 42 (42x)とに、上記 x番目の第 1電極 41 (41x)との位相差が πとなるように高周波を印加するとともに、 x + 2番目の第 2電極 42 (42χ+ 2)に対し 、上記 X番目の第 1電極 41と同じ (位相差 0)の高周波を印加することで上記電極 41χ , 41x+ 2、42x, 42x+ 2で囲まれた空間の中心部にトラップされた粒子 91 (粒子 91 a)は、図 28 (b)に示すように、 x+ 3番目の第 1電極 41 (41x+ 3)と x+ 1番目の第 2 電極 42 (42x+ 1)とに、上記 x+ 1番目の第 1電極 41 (41x+ 1)との位相差が πとな るように高周波を印加するとともに、 χ+ 3番目の第 2電極 42 (42χ+ 3)に対し、上記 χ+ 1番目の第 1電極 41 (41χ+ 1)と同じ (位相差 0)高周波を印加することで、上記 電極 41χ+ 1, 41χ+ 3、42χ+ 1, 42χ+ 3で囲まれた空間の中心部に移動する。
[0348] そして、図 28 (c)に示すように、 χ+4番目の第 1電極 41 (41χ+4)と χ+ 2番目の第 2電極 42 (42χ+ 2)とに、上記 χ+ 2番目の第 1電極 41 (41χ+ 2)との位相差が πと なるように高周波を印加するとともに、 χ+4番目の第 2電極 42 (42χ+4)に対し、上 記 χ+ 2番目の第 1電極 41 (41χ+ 2)と同じ (位相差 0)の高周波を印加することで、 上記電極 41χ+ 1, 41χ+ 3、42χ+ 1, 42χ+ 3で囲まれた空間の中心部の粒子 91 (91a)は、さらに上記電極 41x+ 2, 41x+4、 42x+ 2, 42x+4で囲まれた空間の 中心部に移動する。これにより、本実施の形態によれば、高率的な泳動挙動を実現 することができる。
[0349] 本実施の形態によれば、本実施の形態に力かる誘電泳動システム 85を用いて、粒 子 91、例えば直径 10 m程度の粒子 91を、図 28 (a)〜（c)に示す新しい泳動メカ -ズムにより効率良く搬送することができる。なお、上記誘電泳動システム 85には、上 記各電極列に印加する信号以外は、基本的に、前記実施の形態 9で説明した誘電 泳動システム 85と同じ誘電泳動システム 85を使用するものとする。
[0350] 具体的には、まず、上記泳動レーン 3における一方の注入'排出孔 5から粒子 91を 上記泳動レーン 3内に注入する。
[0351] 次に、上記泳動レーン 3における一方の注入'排出孔 5に近い側力も順に、上記第 1電極列内の電極（41x, 41x+ l, 41x+ 2, 41x+ 3, 41x+4)を、 Al, A2, A3, A4とし、上記泳動レーン 3 (泳動媒体層）を介して上記各電極 Al, A2, A3, A4と互 いに重畳する位置に配置された第 2電極列内の電極 (42x, 42x+ l, 42x+ 2, 42x + 3, 42x+4)を、 Bl, B2, B3, B4とすると、上記電極 Al, A3, Bl, B3の 4本の 電極に振幅 4. 5V、周波数 50kHzの交流を、表 1において n= 2としたときの関係を 満たす位相条件で印加すると、泳動媒体層における上記電極 A1, A3, Bl, B3で 囲まれた空間の中心部に、注入された粒子 91がトラップされる。
[0352] 続いて、電極 A2, A4, B2, B4の 4本の電極に振幅 4. 5V、周波数 50kHzの交流 を表 1の関係を満たす位相条件で印加し、同時に電極 A1と電極 B 1とに印加して ヽ た電圧を切ると、 A1, A3, Bl, B3で囲まれた空間の中心部にトラップされていた粒 子 91が、 A2, A4, B2, B4で囲まれた空間の中心部に移動する。このようにして上 記第 1電極列および第 2電極列における高周波を印加する対象電極を順次移動させ ることにより、粒子 91を、他方の注入'排出孔 5形成方向に連続的に搬送することが できる。この結果、目的の粒子 91を、所望の場所まで搬送することができる。
[0353] なお、本実施の形態では、図 28 (a)〜（c)に示すように、 x番目の第 1電極 41 (41x )に対し、 x + 2番目の第 1電極 41 (41x+ 2)と X番目の第 2電極 42 (42x)とに、上記 X番目の第 1電極 41 (41x)との位相差が πとなるように高周波を印加するとともに、 X + 2番目の第 2電極 42 (42χ+ 2)に対し、上記 χ番目の第 1電極 41 (41χ)と同じ (位 相差 0)高周波（交流電圧)を印加する構成として 、るが、本実施の形態はこれに限 定されるものではない。
[0354] 本実施の形態によれば、上記第 1電極列および第 2電極列のうち何れか一方の電 極列内の電極を順に Ax, Ax+ 1, · ··, Ax+mとし、上記泳動レーン 3 (泳動媒体層） を介して上記各電極 Ax, Ax+ 1, · ··, Ax+mに重畳する位置に配置された、他方 の電極列内の電極を Bx, Bx+ 1, · ··, Bx + mとした場合、各々の電極に対して、下 記表 2の関係を満たす位相条件で高周波（交流電圧）を印加することで、上記泳動レ ーン 3 (泳動媒体層）における上記電極 Ax, Ax+n, Bx, Bx+nで囲まれた空間の 中心部に、粒子 91 (91a)をトラップすることができる。
[0355] [表 2]
Figure imgf000076_0001
さらに、第 1電極列および第 2電極列における高周波を印加する対象電極を、上記 4本の電極 Ax, Ax+n, Bx, Bx+nの組み合わせからなる 1ユニットの xが順次 1ず つ大きくなる（つまり、 x= l、 2、 3、…と変化する）ように順次移動させることにより、従 来の TWDモード (各電極列内で互いに隣接し合う第 2電極 42に対し、順次 π Ζ2ず つ位相がずれるように高周波を印加するモード）に比べて、粒子 91 (粒子 91a)の搬 送を効率良く行うことができる。
[0357] また、本実施の形態によれば、上記 Ax, Ax+n, Bx, Bx+nの 4本の電極、例え ii029 (a)【こ示すよう【こ、電極 41x, 41x+ 2, 42x, 42x+ 2【こ、下記表 3【こ示す位 相条件で交流を印加する場合であっても、上記 4本の電極の内部を回転する方向に 発生する TWDにより、粒子 91 (91a)をトラップすることができる。なお、図 29 (a)〜（ c)に示す誘電泳動パネル 10においても、 n= 2とした。さら〖こ、上記第 1電極列およ び第 2電極列における高周波を印加する対象電極を、上記 4本の電極 Ax, Ax+n, Bx, Bx+nの組み合わせからなる 1ユニットの xが順次 1ずつ大きくなる（つまり、 x= 1、 2、 3、…と変化する）ように順次移動させることにより、トラップされた粒子 91 (91a) を搬送することができる。
[0358] [表 3]
Figure imgf000077_0001
[0359] さらに、上記 Ax, Ax+n, Bx, Bx+nの 4本の電極、例えば図 29 (a)に示すように 、電極 41x, 41x+ 2, 42x, 42x+ 2に、下記表 4に示す位相条件で交流を印加する 場合であっても、上記 4本の電極の内部を回転する方向に発生する TWDにより、粒 子 91 (91a)をトラップすることができる。さらに、上記第 1電極列および第 2電極列に おける高周波を印加する対象電極を、上記 4本の電極 Ax, Ax+n, Bx, Bx+nの組 み合わせ力もなる 1ユニットの xが順次 1ずつ大きくなる（つまり、 x= l、 2、 3、…と変 化する）ように順次移動させることにより、トラップされた粒子 91 (91a)を搬送すること ができる。但し、この場合、粒子 91 (91a)は、表 3に記載した場合とは逆方向に回転 する形で、上記電極 Ax, Ax+n, Bx, Bx+nで囲まれた空間の中心部にトラップさ れる。
[0360] [表 4] 電極 4 1 4 1 X + n 4 2 χ 4 2 χ + η 位相のずれ 0 3 π / 2 π / 2 π
[0361] 以上のように、本実施の形態によれば、上記第 1電極列と第 2電極列とにおいて、 各電極列内で隣接し合う電極には各々異なる位相の高周波を印加するとともに、上 記泳動媒体層を介して互いに重畳する位置に配置された電極には各々異なる位相 の高周波を印加することで、より効率の良い泳動挙動を実現することが可能になる。
[0362] 但し、図 29 (a)〜（c)に示す泳動メカニズムは、図 28 (a)〜（c)に示す泳動メカ-ズ ムと比較して、粒子 91 (91a)の動きが複雑となる。このため、粘性の大きい溶媒を用 いる場合には、図 28 (a)〜（c)に示す泳動メカニズムを採用する方力 粒子 91 (91a )が抵抗を受け難くなる。このため、粘性の大きい溶媒を用いる場合、粒子 91 (91a) の搬送距離が長 ヽ場合には、図 28 (a)〜（c)に示す泳動メカニズムを採用すること 1S より優れた効果が得られることから好ましい。
[0363] また、本実施の形態によれば、前記実施の形態 9に示す泳動メカニズムを採用する 場合、図 22 (a) · (b)に示すように、ー且、モードの切り替えが必要であるのに対し、 図 28 (a)〜（c)および図 29 (a)〜（c)に示す泳動メカニズムを採用する場合、上記し たモードの切り替えが不要であり、電圧を印加する対象電極を切り替えるだけで、粒 子 91の分離、搬送を行うことができることから、図 22 (a) · (b)に示す泳動メカニズム を採用する場合よりもさらに粒子 91の分離、搬送効率が高ぐ制御もより容易であると いうメリットがある。また、前記実施の形態 9では、浮揚力の制御と粒子 91の搬送とが 別個に行われるのに対し、本実施の形態では、上記したように、浮揚力を与えながら 粒子 91の搬送を行うので、粒子 91が沈降し難いというメリットもまたある。
[0364] 但し、粒子 91の種類によっては、その形状や大きさ、誘電率の僅かな違い、溶媒 9 2の粘性抵抗等の様々な要因により、理想的な挙動をとらないことも多ぐ場合によつ ては、搬送されるべき粒子 91が途中で滞留してしまうこともある。
[0365] し力しながら、例えばこのような場合であっても、本実施の形態によれば、例えば前 記実施の形態 9に記載の DEPモードを与えることにより、滞留している粒子 91を浮上 させて力 再び搬送することができる。 [0366] 例えば、理想的にトラップや搬送されずに、泳動レーン 3の途中に残存した粒子 91 については、まず、 DEPモードの信号 (実施の形態 9参照）を印加して、この泳動レ ーン 3の途中に残存 (滞留）した粒子 91を浮上させた後、この粒子 91付近の 4本の電 極 Ax, Ax+n, Bx, Bx+nに対して、表 2 (例えば表 1)〜表 4の何れかの関係を満 たす位相条件で交流電圧 (高周波）を印加して、この粒子 91をトラップする。その後、 さらに高周波を印加する対象電極を順次移動させることで、このトラップされた粒子 9 1を搬送させる。このように DEPモードによる粒子 91の浮上と新しい泳動メカニズムに よる搬送を繰り返すことにより、多くの粒子 91を目的の位置に搬送することができる。
[0367] 泳動レーン 3の途中に残存した粒子 91については、目視で確認することができる。
本実施の形態によれば、大部分の細胞を目的位置まで搬送した後、泳動レーン 3の 途中に残存している粒子 91を目視で確認し、 DEPモードの信号を印加し、再び上記 表 1〜表 4の何れかに記載の新しいメカニズムを用いることで、上記したように泳動レ ーン 3の途中に残存した粒子 91を搬送することができる。
[0368] なお、本実施の形態において、上記 nは 1以上の整数であり、 nの値は、泳動空間 の高さ（下側基板 1と上側基板 2との基板間隙)や各電極の配列ピッチ等の条件によ つて適宜選択すればよい。但し、 nの値が大きすぎると誘電泳動力の作用が弱くなる
[0369] 非特許文献 5には、例えばポール型の金電極 (金ポール電極）をガラス基板上に 4 重極配置することで、平行な 2対の電極間の距離と、対を成す 2つの電極間の距離と 、上記金ポール電極の半径をパラメータとして電界強度分布が変化することが開示さ れている。
[0370] そこで、上記 nの値は、第 1電極例と第 2電極列との間のピッチ並びに各電極列に おける電極間のピッチおよび電極幅にもよる力 1〜5の範囲内とすることが望ましい
[0371] より具体的には、例えば、図 18に示す誘電泳動パネル 10の B'—B'線矢視断面図 において、上記電極 Ax, Ax+n, Bx, Bx+nが略正方形 (好適には正方形）となる ように上記電極が配置されて 、ること（上記 nが選択されて 、ること）がより好ま 、。 すなわち、図 28 (a)〜（c)および図 29 (a)〜（c)に示す泳動メカニズムにお 、ては、 上記図 28 (a)〜（c)および図 29 (a)〜（c)に示す断面図にお 、て、電極 41x, 41x + 2, 42x, 42x+ 2が略正方形 (好適には正方形）となるように上記電極が配置され て ヽること、言 ヽ換えれば、、電極 41x, 41x+ 2, 42x, 42x+ 2に対し、
(表 2)または表 4に示す位相条件で交流を印加することが、より好ましい。
[0372] 本実施の形態において、図 22 (a)および図 28 (a)に示すように、上記第 1電極 41と 第 2電極 42との電極間距離 (第 1電極 41表面と第 2電極 42表面との間の距離)を Vと し、電極 41xの中心と電極 41x+nの中心との間の距離、並びに、電極 42xの中心と 電極 42x+nの中心との間の距離を Hとした場合、上記 nは、 V:H≤1 : 5、つまり、 H ZV≤ 5を満足して 、ることが好ましく、 HZV≤ 2を満足して 、ることがより好ましく、 HZVがほぼ 1であることがさらに好ましぐ HZV= 1であることが特に好ましい。
[0373] すなわち、本実施の形態によれば、上記第 1電極列および第 2電極列のうち何れか 一方の電極列（以下、「第 1の電極列」と記す）内の X番目の電極を Ax、 x+n番目の 電極を Ax+n (Xおよび nは 1以上の任意の整数）とし、上記泳動レーンを介して上記 各電極 Ax、 Ax+nに対向する位置に配置された他方の電極列（以下、「第 2の電極 列」と記す）内の各電極をそれぞれ Bx、 Bx+nとし、上記 Axの表面と Bxの表面との 間の距離を Vとし、 Axの中心と Ax+nの中心との間の距離を Hとすると、制御基板 5 0· 55は、（1)上記 ηが HZV≤5を満足するとともに、上記 Axに対する Ax+nの位相 差および Bxの位相差がともに πとなり、上記 Axに対する Bx + nの位相差が 0となる ように交流電圧を印加する力 あるいは、（2)上記 nが HZV≤5を満足するとともに、 上記 Axに対する上記 Ax+nおよび Bxの何れか一方の電極の位相差が π Ζ2、他 方の電極の位相差が 3 π Ζ2であり、上記 Axに対する Bx + nの位相差が πとなるよう に交流電圧を印加するものであることが好まし 、。
[0374] このように、制御基板 50· 55が、上記各電極に対して、上記の関係を満たす位相 条件で交流電圧が印加されるように、上記各電極に印加する電圧 (交流電圧)を制 御することで、上記泳動レーン 3 (試料層）における、上記電極 Ax, Ax+ 2、 Bx, Bx + 2で囲まれた空間の中心部に、前記誘電性物質 (例えば粒子 91 (91a) )をトラップ することができる。
[0375] そして、この場合、上記制御基板 50· 55が、上記「第 1の電極列」および「第 2の電 極列」において交流電圧を印加する対象電極を、 Ax、 Ax+n、 Bx、 Bx+nの 4つの 電極の組み合わせ力 なる 1ユニットの xが 1ずつ大きくなるように順次移動させるよう に、上記各電極に印加する電圧（交流電圧）を制御することで、交流電圧が印加され て 、る上記ユニットで囲まれた空間の中心部に上記誘電性物質 (例えば粒子 91 (91 a) )がトラップされた状態で、上記誘電性物質を搬送することができる。よって、上記 の構成によれば、従来の TWDモードに比べて、上記誘電性物質の搬送を効率良く 行うことができる。
[0376] 上記非特許文献 5に記載の電極構造では、取り扱える試料 (泳動媒体 90)が上記 金ポール電極の高さに限定されてしま 、、例えば単数もしくは少量の検体 (例えば細 胞）しか取り扱えないのに対し、本実施の形態によれば、電極長さは、上記下側基板 1および上側基板 2の大きさにしか規定されないので、 4つの電極を 1ユニットとする 4 重極操作により、大量の検体を取り扱うことが可能となる。
[0377] なお、本実施の形態で説明した上記交流信号の位相の関係は、上記各表に記載 の関係を完璧に満足している必要は必ずしもなぐ実質的に上記説明を満足 (近似） する範囲であれば、上記各表に記載の位相から多少ずれた状態であっても構わな 、
[0378] つまり、交流信号は、外部（つまり、 FPC17'46)力も上記泳動電極アレイ 41Α·42
Αに入力する。このとき配線抵抗による信号遅延を完全に無くすことは不可能であり、 DC電源 60に近い部分と遠い部分とでは位相がずれてしまう。したがって、本実施の 形態によれば、上記誘電泳動挙動が得られる範囲での位相のずれは許容範囲内で あり、上記各表に記載の位相条件は、この許容範囲の位相のずれを含んでいてもよ い。
[0379] 〔実施の形態 12〕
本実施の形態について主に図 30および図 31に基づいて説明する。なお、本実施 の形態では、主に、前記実施の形態 9〜： L 1との相違点について説明するものとし、 前記実施の形態 9〜11で用いた構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一 の番号を付し、その説明を省略する。
[0380] 図 30は、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10を上側基板側から見た平面図 であり、図 31は、図 30に示す誘電泳動パネル 10の D'—D'線矢視断面図である。 なお、図 30に示す誘電泳動パネル 10の E'— E'線矢視断面図（すなわち、泳動レ ーン 3の長手方向断面図）は、図 18に示す誘電泳動パネル 10の B'—B'線矢視断 面と同じである。また、図 30においても、図示の便宜上、上記上側基板は二点鎖線 にて示す。
[0381] 本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、図 30に示すように、流路として、複 数の泳動レーン 3を備えて 、る。
[0382] 上記泳動レーン 3は、図 31に示すように、上記一対の基板のうち一方の基板、本実 施の形態では、上記下側基板 1上における上側基板 2との対向面に、仕切り壁（間仕 切）として、各泳動レーン 3· · ·を隔てる隔壁 43a (泳動レーン壁） 1S 各泳動レーン 3の 形成領域に沿ってパターン形成されて ヽる。
[0383] 本実施の形態では、間隔保持層 43 (シール材層）が上記仕切り壁としての役割を 果たしている。すなわち、本実施の形態において、上記隔壁 43aは、上記間隔保持 層 43、より厳密には、上記間隔保持層 43を構成するシール材により形成されている
[0384] 各隔壁 43a (間隔保持層 43)は、上記泳動電極アレイ 41Α·42Α (第 1電極 41およ び第 2電極 42)と泳動レーン 3· · 'とが交差 (本実施の形態では直交)するように、上記 泳動電極アレイ 41 Α·42Αに対して垂直方向に並設されて!/、る。
[0385] 上記隔壁 43aは、例えば、下面保護膜 7が形成された下側基板 1上に、反応性接 着剤 (熱硬化性接着剤）として、例えばガラススぺーサ等のスぺーサが混入されたェ ポキシ系接着剤 (シール材)を、泳動レーン 3形成領域を除ぐ上記下側基板 1と上側 基板 2とが対向配置される領域 (すなわち、泳動レーン 3形成領域並びに実装'接続 部 44側端部を除く上記下側基板 1全面）並びに各泳動レーン 3間に塗布することで、 泳動レーン 3形成領域外の間隔保持層 43と同時に形成することができる。
[0386] 本実施の形態では、レーン幅（隔壁 43a'43a間の間隔）約 lcm、レーン長さ約 6c mの泳動レーン 3を、並列に 5列形成する。また、上記各隔壁 43aの幅は約 2mmに 設定する。また、泳動レーン 3の厚み（間隔保持層 43の高さ）が均一となるように、上 記シール材には、粒径 40 μ mのガラススぺーサを混入する。 [0387] 本実施の形態にぉ 、ても、上記シール材の塗布には、例えば、スクリーン版を使用 する印刷方法や、ディスペンサーを使用する描画方法を使用することができる。
[0388] 本実施の形態においても、上記したように、上記間隔保持層 43、特に、各隔壁 43a を、スぺーサを含有するシール材で形成していることから、各泳動レーン 3のギャップ (レーン高さ）を均一に維持することができる。また、上記したように、シール材を、印 刷あるいは描写法を用いてパターン形成することにより、複数の隔壁 43aを備えた泳 動レーン壁 4を簡便に形成することができる。これにより、複数の泳動レーン 3を、簡 便に形成することができる。
[0389] 本実施の形態によれば、上記間隔保持層 43 (隔壁 43a)形成後、上記下側基板 1 および上側基板 2を対向配置させて貼り合わせを行うことで、上記下側基板 1および 上側基板 2と、これら下側基板 1と上側基板 2との間の空間を仕切る、上記間隔保持 層 43 (隔壁 43a)とで囲まれた泳動レーン 3を形成することができる。
[0390] 以上の工程により、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10が形成される。なお 、本実施の形態でなした具体的なサイズもまた実施の形態の一例にすぎず、上記し た各構成要素のサイズは、分析対象に応じて種々変更が可能である。
[0391] また、本実施の形態では、レーン幅（隔壁 43a '43a間の間隔）を約 lcmとする場合 を例に挙げて説明した力 上記レーン幅もまた、上記サイズにのみ限定されるもので はない。上記レーン幅は、 1cm (約 lcm)であることが好ましいが、前記実施の形態 9 に示すように、特に好適には 8mmである。
[0392] なお、本実施の形態においても、上記間隔保持層 43 (隔壁 43a)の層厚、つまり、 泳動レーン 3のギャップは特に限定されるものではな 、。上記泳動レーン 3のギャップ は、例えば、上記間隔保持層 43 (隔壁 43a)を構成する上記シール材中に含まれる スぺーサにより維持される。また、本実施の形態においても、各泳動レーン 3のレーン 幅（隔壁 43a'43a間の間隔）、レーン長さもまた特に限定されるものではない。さらに 、本実施の形態では、図 30に示すように、上記泳動レーン 3が、並列に 5列形成され ている場合を例に挙げて説明した力 本実施の形態はこれに限定されるものではな い。
[0393] また、各泳動レーン 3には、試料溶液等の試料 (泳動媒体 90)を注入および排出す るための注入'排出孔 5 (開口部）が形成されている。
[0394] 本実施の形態によれば、上記したように泳動レーン 3を並列に複数個設け、さらに、 各泳動レーン 3に共通で作用する泳動電極 (第 1電極 41および第 2電極 42)を設け ること、すなわち、上記第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)を 、各泳動レーン 3に共通で設けることで、泳動制御電圧を、上記泳動電極アレイ 41 A •42Aに、これら泳動電極アレイ毎にそれぞれ一括して入力することができる。このよ うに、本実施の形態によれば、互いに平行に設けられた各泳動レーン 3に共通の泳 動電極を備えた各櫛型電極 (泳動電極アレイ 41 A · 42A)に一種類の信号を入力す ると、複数の泳動レーン 3に同時に電界を印加することができる。従って、本実施の形 態によれば、複数の試料 (泳動媒体 90)の泳動制御を、一括して同時に行うことがで きる。
[0395] このため、本実施の形態によれば、実験環境の煩雑な設定を伴うことなぐ複数種 の異なる試料 (例えば溶媒の比誘電率や粘度が異なる試料、あるいは、溶媒中の粒 子の物性値 (比誘電率等)が異なる試料等)を、同一条件で同時に被泳動条件下に 置くことが可能であり、試験条件に対する応用範囲が広ぐ様々な試験条件に適応 する誘電泳動チップおよび誘電泳動装置、さらには誘電泳動システムを実現すること が可能である。
[0396] 例えば、本実施の形態によれば、図 21に示す誘電泳動システム 85において、図 1 8に示す誘電泳動パネル 10に代えて図 30に示す誘電泳動パネル 10を備えた誘電 泳動システム 85を用いて、比誘電率が異なる複数の粒子 91を、搬送速度の違いに より同定することができる。以下に、その具体例について説明する。
[0397] 本例においては、まず、例えば、ラテックス粒子とシリカ粒子とが各々の溶媒（同一 溶媒）に分散された 2種類の泳動媒体 90を、それぞれ別の泳動レーン 3に、各泳動 レーン 3における一方の注入'排出孔 5から注入する。その後、前記実施の形態 10と 同様に、例えば、振幅 4. 5V、周波数 50kHzの交流を、前記表 1の関係を満たす位 相条件で印加し、さらに第 1電極列および第 2電極列における高周波を印加する対 象電極を順次移動させる。これにより、ラテックス粒子およびシリカ粒子は、ともに、各 泳動媒体 90を注入した注入 ·排出孔 5とは反対側の注入 ·排出孔 5に向力つて搬送 される。前記したように、誘電泳動力は、粒子と溶媒の誘電率、印加電圧の周波数等 に依存する。本例の場合、シリカ粒子の誘電率は、ラテックス粒子の誘電率と比べて 高い。このため、両粒子は、泳動速度 (搬送速度）が互いに異なる。したがって、上記 したように複数の泳動レーン 3に同じ条件の信号を印加することにより、比誘電率の 異なる粒子の選別'同定を行うことができる。
[0398] また、本実施の形態によれば、このように複数の泳動レーン 3を有する誘電泳動パ ネル 10 (誘電泳動チップ)を使用することで、溶媒 92 (泳動媒体 90)の種類を泳動レ ーン 3毎に変更し、特定の複数の粒子を同時に選別することや、溶媒 92 (泳動媒体 9 0)は同一で、泳動レーン 3毎に電極形状を変えることで特定の複数の粒子 91を同時 に選別することも可能であり、複数粒子の選別を効率良く行うことが可能になる。した がって、本実施の形態によれば、幅広い用途に対応した誘電泳動チップおよび誘電 泳動装置、さらには誘電泳動システム 85を実現することが可能である。
[0399] なお、本実施の形態では、上記間隔保持層 43 (隔壁 43a)を、上記下側基板 1上に 形成する場合を例に挙げて説明したが、上記間隔保持層 43 (隔壁 43a)は、必ずしも 下側基板 1上に形成する必要はなぐ上側基板 2上に形成しても構わない。
[0400] また、本実施の形態でも、上記間隔保持層 43 (隔壁 43a)は、下面保護膜 7が形成 された下側基板 1上、つまり、上記下面保護膜 7上に形成するものとしたが、本実施 の形態は、これに限定されるものではなぐ上記下面保護膜 7および上面保護膜 8形 成時に、上記下面保護膜 7および上面保護膜 8における、上記間隔保持層 43 (隔壁 43a)形成領域、すなわち上記間隔保持層 43 (隔壁 43a)との重畳領域における一 部あるいは全部を除去しておいてもよい。このような構造にすることにより、上記下面 保護膜 7および上面保護膜 8とシール材との密着性が悪 ヽ場合でも、十分な接着性 を得ることができる。さらに、本実施の形態でも、前記実施の形態 9に記載したように、 上記下面保護膜 7および上面保護膜 8は、必ずしも形成されて!ヽる必要はな!/ヽ。
[0401] また、本実施の形態では、上記第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41 A-42A) 1S 各泳動レーン 3· · ·を跨ぐように、各泳動レーン 3· · ·に対して垂直方向に 設けられている場合を例に挙げて説明した。し力しながら、本実施の形態はこれに限 定されるものではなぐ同一の電極（泳動電極アレイ 41A)が、複数の泳動レーン 3· · · に亘つて延設されており、各泳動レーン 3に対して共通して作用しさえすればよぐ必 ずしも上記第 1電極 41および第 2電極 42が上記各泳動レーン 3に対して垂直方向に 延設さえている必要はない。但し、粒子の比較観察のし易さから、各泳動レーン 3に おける観察領域は、互いに隣接して設けられていることが好ましい。このため、上記 第 1電極 41および第 2電極 42は、各泳動レーン 3· · ·に対して垂直方向に設けられて 、ることが好まし!/、。
[0402] なお、本実施の形態においても、上記第 1電極 41および第 2電極 42は、透明電極 のみに限定されるものではなぐ前記した種々の形態とすることができる。例えば前記 実施の形態 10に示すように、上記第 1電極 41および第 2電極 42を、例えば透明電 極 41a'42aと金属電極 41b '42bとの積層構造とすることで、前記したように透過モ ードでの観察、撮影が可能となるとともに、より一層、泳動電極アレイ 41 A ·42Α全体 の抵抗を低くし、かつ寄生容量を低減することができる。
[0403] また、本実施の形態によれば、上記したように一つの基板上に複数の泳動レーン 3 を設ける場合、上記各泳動レーン 3で、観察領域 9において上記泳動電極アレイ 41 Α·42Α (第 1電極 41および第 2電極 42)力 両方とも透明電極カゝらなる部分 (透明領 域 9a)と、少なくとも一方に金属電極が設けられている部分 (落射領域 9b)とを備えて いることで、泳動レーン 3によって透明電極による透過モードと金属電極による落射モ 一ドとを切り換えれば、異なる解析を同時に行うことも可能である。また、上記の構成 によれば、より複雑な誘電泳動挙動を観察することもできる。
[0404] さらに、本実施の形態によれば、泳動レーン 3毎、例えば、互いに隣り合う泳動レー ン 3 · 3が、上記泳動電極アレイ 41Α·42Α (第 1電極 41および第 2電極 42)力 両方 とも透明電極力 なる観察領域 9と、少なくとも一方に金属電極が設けられている観 察領域 9とを備えている構成としてもよい。上記構成によっても、上記泳動電極アレイ 41Α·42Α全体の抵抗を、該電極アレイ 41Α·42Αを透明電極 41a'42aのみで形成 する場合と比較して、低く抑えることができ、かつ、各電極間の寄生容量を低減するこ とができることに加えて、電極面での光の透過 Z落射を利用する透過モードおよび 落射モードの何れのモードも使用可能な誘電泳動パネル 10を提供することができる [0405] 〔実施の形態 13〕
本実施の形態について主に図 32に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、 主に、前記実施の形態 9〜12との相違点、特に、前記実施の形態 12との相違点に ついて説明するものとし、前記実施の形態 9〜12で用いた構成要素と同一の機能を 有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
[0406] 図 32は、本実施の形態にカゝかる誘電泳動パネル 10の要部の概略構成を示す平 面図であり、図 32は、上記誘電泳動パネル 10の泳動レーン 3形成部の概略構成を 示している。
[0407] 図 30および図 31に示したように、前記実施の形態 12では、泳動電極アレイ 41Α· 42Aにおける各電極（第 1電極 41、第 2電極 42)の電極幅および電極間隔は、泳動 レーン 3との重畳部である力否かに拘らず、それぞれ一定 (LZSがともに 30 m)で ある場合を例に挙げて説明した。すなわち、前記実施の形態 12では、上記泳動電極 アレイ 41A.42Aが、これら泳動電極アレイ 41A.42Aにおける各電極がストライプ状 に互 、に並行して設けられて 、るストライプ構造をそれぞれ有して 、る場合を例に挙 げて説明した。
[0408] し力しながら、本実施の形態では、図 32に示すように、上記第 1電極 41および第 2 電極 42の各々の電極における電極幅および電極間隔は、これら第 1電極 41および 第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)が泳動レーン 3と重畳している領域と、それ 以外の領域とで異なっている。このため、本実施の形態では、上記第 1電極 41およ び第 2電極 42の電極形状は、これら第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41A-42A)が泳動レーン 3と重畳している領域と、それ以外の領域とで異なっている
[0409] 誘電泳動実験において、狭ピッチの泳動電極アレイ 41 Α·42Αを形成すると、各々 の泳動電極アレイ 41A.42A全体の配線抵抗が高くなり、なおかつ泳動電極アレイ 4 1Α·42Αを構成する各電極間の寄生容量 (すなわち、第 1電極 41 ·41間および第 2 電極 42 ·42間の寄生容量)も大きくなる。このため、狭ピッチの泳動電極アレイ 41 Α· 42Αを形成すると、入力 AC電圧の減衰、遅延の影響が大きくなることは避けられな い。 [0410] そこで、本実施の形態では、図 32に示すように、下側基板 1と上側基板 2との間に、 泳動レーン壁（間隔保持層 43)として、互いに独立して設けられた枠状の複数の泳 動レーン壁 21を互いに間隔を空けて設けることで、互いに離間して並列に設けられ た複数の泳動レーン 3を設けるとともに、上記泳動レーン 3内（枠内）と、上記泳動レ ーン間領域 (間隙部 22)、つまり、上記泳動レーン 3外 (枠外)とで、上記第 1電極 41 および第 2電極 42の各々の電極における電極幅および電極間隔が異なるように泳 動電極アレイ 41A.42Aを設ける。
[0411] 具体的には、上記泳動レーン 3内の各電極、つまり、観察領域として使用される、上 記泳動電極アレイ 41Α·42Αが泳動レーン 3と重畳している領域 (観察領域 9)にお ける第 1電極 41および第 2電極 42は、各々、例えば、電極幅 (L) m、電極間隔 (S) 10 m (電極ピッチ 20 m)で形成されるのに対し、それ以外の領域、すなわち 電気泳動とは関係ない領域 (つまり、泳動レーン 3外）における第 1電極 41および第 2 電極 42は、各々、電極幅 30 /ζ πι( 、最大電極間隔 30 /z m (つまり、互いに隣接す る泳動レーン 3 · 3間の中心部における電極間隔 30 μ m、該中心部における電極ピッ チ 60 μ m)とする。
[0412] このように、本実施の形態では、泳動現象の観察に必要である泳動レーン 3内の第 1電極 41群および第 2電極 42群（つまり、観察領域 9における第 1電極 41群および 第 2電極 42群）のみを要求される狭ピッチ配線とし、それ以外の、泳動現象とは無関 係の領域の第 1電極 41群および第 2電極 42群（間隙部 22における第 1電極 41群お よび第 2電極 42群）を広ピッチ配線とする。これにより、泳動電極アレイ 41Α·42Α全 体の抵抗を低くし、かつ寄生容量を低減することができ、入力 AC電圧の減衰や遅延 を抑制することができる。なお、上記した配線形状はほんの一例であり、これに限定さ れるものではない。
[0413] 〔実施の形態 14〕
本実施の形態について主に図 33に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、 主に、前記実施の形態 9〜13との相違点、特に、前記実施の形態 12、 13との相違 点について説明するものとし、前記実施の形態 9〜13で用いた構成要素と同一の機 能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。 [0414] 図 33は、本実施の形態にカゝかる誘電泳動パネル 10の要部の概略構成を示す他の 平面図であり、図 33は、上記誘電泳動パネル 10の泳動レーン 3形成部の概略構成 を示している。
[0415] 図 33に示す誘電泳動パネル 10は、互いに離間して並列に設けられた 3つの泳動 レーン 3の各々で、第 1電極 41および第 2電極 42の各々の電極における電極幅およ び電極間隔（電極ピッチ）が異なっている点で、図 32に示す誘電泳動パネル 10と相 違している。図 33に示す誘電泳動パネル 10は、上記第 1電極 41および第 2電極 42 の各々の電極における電極幅および電極間隔が例えば一方の基板端部 (本実施の 形態では、例えば下側基板 1端部に設けられた、前記実装'接続部 44)から遠い側 の泳動レーン 3ほど大きくなるように、上記泳動電極アレイ 41 Α·42Αが設けられてい る。
[0416] より具体的には、図 33に示す泳動電極アレイ 41Α·42Αは、各泳動レーン 3と重畳 する領域に、上記実装'接続部 44側の泳動レーン 3 (図 33中、左端の泳動レーン 3) 力ら順に、例えば、電極幅 10 μ m、電極間隔 10 m (電極ピッチ 20 μ m)の第 1電 極 41群および第 2電極 42群からなる電極部 P1と、電極幅 20 μ m、電極間隔 20 μ m (電極ピッチ 40 μ m)の第 1電極 41群および第 2電極 42群からなる電極部 P2と、電 極幅 30 μ m、電極間隔 30 m (電極ピッチ 60 μ m)の第 1電極 41群および第 2電極 42群力 なる電極部 P3の計 3種類の異なる大きさの帯状の電極部 P1 · P2 · P3を備 えた構成を有している。
[0417] また、上記電極部 P1 ·Ρ2間における上記第 1電極 41および第 2電極 42は、各々、 例えば、電極幅 30 m、上記電極部 PI側端部における電極間隔 10 m (電極ピッ チ 20 μ m)、上記電極部 P2側端部における電極間隔 20 m (電極ピッチ 40 m)と なるように形成されており、上記電極間隔は、上記泳動電極アレイ 41Α·42Αのァレ ィ幅（上記泳動電極アレイ 41 A · 42Aにおける、両側端部の第 1電極 41 · 41間の電 極幅および両側端部の第 2電極 42· 42間の電極幅）に応じて直線的に変化するよう に形成されている。さら〖こ、上記電極部 Ρ2·Ρ3間における上記第 1電極 41および第 2電極 42は、各々、電極幅 30 μ m、上記電極部 P2側端部における電極間隔 20 μ m (電極ピッチ 40 μ m)、上記電極部 P3側端部における電極間隔 30 μ m (電極ピッ チ m)となるように形成されており、上記泳動電極アレイ 41 A ·42Αのアレイ幅（ 上記泳動電極アレイ 41Α·42Αにおける、両側端部の第 1電極 41 ·41間の電極幅お よび両側端部の第 2電極 42· 42間の電極幅）に応じて直線的に変化するように形成 されている。
[0418] 本実施の形態にぉ 、ても、前記実施の形態 4および 5同様、上記したように、泳動 レーン 3毎に上記泳動電極アレイ 41Α·42Αの電極形状（あるいは電極幅、電極間 隔)を変えることで、特定の複数の粒子を同時に選別'同定することが可能となり、複 数粒子の選別を効率良く行うことが可能になる。また、複数の泳動レーン 3の泳動挙 動の差異を一括で観察することができるといったメリットもある。
[0419] 〔実施の形態 15〕
本実施の形態について主に図 34 (a)〜（e)に基づいて説明する。なお、本実施の 形態では、主に、前記実施の形態 9〜14との相違点、特に、前記実施の形態 12〜1 4との相違点について説明するものとし、前記実施の形態 9〜14で用いた構成要素 と同一の機能を有する構成要素には同一の番号を付し、その説明を省略する。
[0420] 図 34 (a)は、本実施の形態にカゝかる誘電泳動パネル 10の要部の概略構成を示す 平面図である。図 34 (a)は、上記誘電泳動パネル 10の泳動レーン 3形成部の概略 構成を示している。また、図 34 (b)〜（e)は、図 34 (a)に示す誘電泳動パネル 10の 各泳動レーン 3における第 1電極 41および第 2電極 42の形状を模式的に示す平面 図である。
[0421] 本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、例えば図 34 (a)に示すように、並列 に設けられた 4つの泳動レーン 3各々で、第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極ァ レイ 41A.42A)の形状が異なっている。
[0422] 具体的には、上記 4つの泳動レーン 3のうち、例えば一方の基板端部、本実施の形 態では、例えば下側基板 1端部に設けられた、前記実装'接続部 44に最も近い泳動 レーン 3Aでは、上記泳動電極アレイ 41 A ·42Αは、図 34 (b)に示すように、配線幅 3 0 mの直線状の第 1電極 41および第 2電極 42がストライプ状に設けられた構造 (ス トライプ型電極構造)を有している。次いで実装'接続部 44に近い泳動レーン 3Bで は、上記泳動電極アレイ 41A.42Aは、図 34 (c)に示すように、配線幅 45 μ mの直 線状の第 1電極 41および第 2電極 42がストライプ状に設けられた構造 (ストライプ型 電極構造)を有している。そして、上記泳動レーン 3Bの次に上記実装'接続部 44に 近い泳動レーン 3Cでは、上記泳動電極アレイ 41A.42Aは、図 34 (d)に示すように 、配線幅 30 mの山切り型 (鋸状)の第 1電極 41および第 2電極 42が等間隔で複数 並設された構造を有している。最後に、上記 4つの泳動レーン 3のうち最も上記実装' 接続部 44から遠い泳動レーン 3Dでは、上記泳動電極アレイ 41Α·42Αは、図 34 (e )に示すように、配線幅 30 mの波型の第 1電極 41および第 2電極 42が等間隔で複 数並設された構造を有している。なお、上記第 1電極 41および第 2電極 42の各々の 電極における電極間隔（電極ピッチ）は、何れも 60 μ mである。
[0423] 誘電泳動挙動は、同一の試料 (泳動媒体 90)を使用し、同一の制御電圧で駆動す る場合でも、配線、すなわち、上記第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 4 1Α·42Α)の形状により、上記試料 (泳動媒体 90)中の電界の状態に応じて異なる。
[0424] したがって、前記実施の形態 4、 5および 14同様、本実施の形態でも、泳動レーン 3 毎に上記第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)の電極形状、 電極幅、電極間隔の少なくとも 1つを変更することにより、上記泳動媒体 90中の特定 の複数の粒子 91を同時に選別'同定することが可能となる。この結果、例えば複数の 粒子 91の選別を効率良く行うことができる。また、上記の構成によれば、複数の泳動 レーン 3における上記粒子 91の泳動挙動の差異を一括して観察することができると ヽつたメリットもある。
[0425] なお、本実施の形態では、上記したように、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10として、上記第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動電極アレイ 41Α·42Α)の形状、 電極幅、電極間隔のうち、少なくとも一つの条件が泳動レーン 3毎に異なる誘電泳動 パネルを例に挙げて説明した。し力しながら、本実施の形態は、これに限定されるも のではない。
[0426] 例えば、本実施の形態に力かる誘電泳動パネル 10は、前記図 32または図 33に示 すように、互いに隣り合う泳動レーン 3 · 3間に、所定の間隙部 22 (泳動レーン間領域 )を有し、該間隙部 22と上記泳動レーン 3とで、第 1電極 41および第 2電極 42 (泳動 電極アレイ 41Α·42Α)の形状、電極幅、電極間隔のうち、少なくとも一つの条件が異 なって!/ヽる構成を有して!/ヽてもよ!/ヽ。
[0427] 例えば、上記泳動レーン 3A.3B.3Cにおける泳動電極アレイ 41A.42Aの電極形 状がストライプ状ではない場合、上記間隙部 22における泳動電極アレイ 41Α·42Α の電極形状をストライプ構造にして配線長を短縮することにより、配線抵抗の増大を 抑えることが可能となる。
[0428] また、前記図 32に示すように、泳動レーン 3と間隙部 22とで、上記泳動電極アレイ 4 1Α·42Αにおける各電極の配線幅や配線間隔を異ならしめる等して泳動電極アレイ 41Α·42Αの電極形状を異ならしめた場合、上記誘電泳動パネル 10における泳動 電極アレイ 41 Α·42Α (配線）の低抵抗ィ匕を図ることができる。
[0429] 以上のように、上記した各実施の形態によれば、片側の基板に配置された電極列 のみで、粒子の浮上 (DEPモード)や搬送 (TWDモード)を制御する場合と比較して 、より効率的に泳動挙動を制御することができるとともに、安定した誘電泳動挙動を得 ることができる誘電泳動チップおよび誘電泳動装置並びに誘電泳動システムを提供 することができる。よって、上記の各実施形態によれば、従来と比較して、試験条件に 対する応用範囲を広げることができるとともに、観察環境を、大幅に改善することがで きる。さらに、上記した各実施の形態によれば、上記したように片側の基板にしか電 極列が配置されて 、な 、場合と比較して、より複雑な泳動挙動を得ることができるとと もに、より測定精度の高い誘電泳動チップおよび誘電泳動装置並びに誘電泳動シス テムを提供することができる。
[0430] また、上記したように、片側の基板に配置された電極列のみで、粒子の浮上 (DEP モード)や搬送 (TWDモード）を制御する場合、強い誘電泳動力を得るためには、電 極に印加する駆動電圧を大きくする必要があり、駆動系統 (駆動 IC (集積回路; integ rated circuit)等）の負荷が大きくなるのに対し、上記した各実施の形態によれば、片 側の基板にしか電極列が配置されて 、な 、場合と比較して、駆動電圧を増加させる ことなく誘電泳動力を大きくすることができる。
[0431] 以上のように、上記誘電泳動チップは、誘電性物質を含む試料に交流電圧により 形成された電界を印加することにより上記誘電性物質を誘電泳動させる誘電泳動チ ップであって、上記誘電性物質を誘電泳動させる泳動レーンと、上記泳動レーンと交 差する複数の電極からなり、上記泳動レーンに注入された試料に電界を印加するた めに交流電圧を印加することで上記誘電性物質を誘電泳動させる電極列とを備え、 上記泳動レーンは、上記泳動レーンと電極列とが重畳する領域の少なくとも一部に おける上記泳動レーンの上記電極列との対向面が透明であり、かつ、上記電極列は 、上記泳動レーンにおける透明な領域と重畳する部分の電極の少なくとも一部が透 明電極で形成されて 、る構成を有して 、る。
[0432] 上記の構成によれば、上記泳動レーン力 上記泳動レーンと電極列とが重畳する 領域の少なくとも一部における上記泳動レーンの上記電極列との対向面が透明であ り、かつ、上記電極列が、上記泳動レーンにおける透明な領域と重畳する部分の電 極の少なくとも一部が透明電極で形成されていること、つまり、上記泳動レーンと電極 とが重畳する領域において、その少なくとも一部がともに透明であることで、上記試料 を観察する際、上記電極に遮られることなぐ上記泳動レーンの上方および下方の何 れの方向からも、電極領域、すなわち、上記誘電性物質に誘電泳動力を与える領域 における観察が可能となる。このため、上記の構成によれば、観察方向の選択が可 能となる。また、上記の構成によれば、透過光による観察、撮影 (透過モードによる観 察、撮影)が可能となることから、投影による観察システムの構築が可能となる。よって 、上記の構成によれば、従来よりも観察条件の制限が緩和された誘電泳動チップを 提供することができる。したがって、上記の構成によれば、試験条件に対する応用範 囲が広ぐ従来よりも観察環境が改善された誘電泳動チップを提供することができると いう効果を奏する。上記誘電泳動チップは、上記したように透過光による観察、撮影 が可能となることから、蛍光観察やフィルタリングを多用する観察に非常に有効であ る。
[0433] 上記誘電泳動チップにおいて、上記電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領 域と重畳する部分以外の部分に金属電極を備えて 、ることが好ま 、。
[0434] 同形状の電極を透明導電材料と金属材料とで形成する場合、透明電極材料で形 成された電極 (透明電極）は、金属材料で形成された電極 (金属電極）と比較して相 対的に高抵抗である。このため、抵抗率をできるだけ低く抑えるためには、上記電極 列は、透明電極と金属電極との二層構造とする等、上記電極列内に金属電極を備え ていることが好ましい。そこで、上記金属電極を、上記電極例内における上記泳動レ ーンにおける透明な領域と重畳しない部分に設けることで、上記試料を観察する際 に、上記電極に遮られることなぐ上記泳動レーンの上方向、下方向の何れの方向か らも観察が可能であることに加えて、上記電極列全体の抵抗を、該電極列を透明電 極のみで形成する場合と比較して、低く抑えることができるとともに、電極間の寄生容 量を低減することができる。よって、上記の構成によれば、光学的観察に対する観察 条件が制限されることがなぐかつ、入力電圧 (泳動制御入力電圧)の減衰'遅延を 抑制することが可能な、使い勝手が良ぐ測定精度の高い誘電泳動チップを提供す ることができると!/、う効果を奏する。
[0435] また、上記電極列において上記泳動レーンにおける透明な領域と重畳する部分の 電極は、透明電極力 なる部分と、金属電極が設けられている部分とを備えているこ とが好ましい。
[0436] このように、上記電極列において上記泳動レーンにおける透明な領域と重畳する部 分の電極、つまり、上記誘電泳動チップにおける観察領域の電極力 透明電極から なる部分と、金属電極が設けられている部分とを備えていることで、上記電極列全体 の抵抗を、該電極列を透明電極のみで形成する場合と比較して、低く抑えることがで き、かつ、電極間の寄生容量を低減することができることに加え、透明電極を透過す る透過光による観察、撮影 (透過モード)および上記金属電極からの反射 (落射)光 による観察、撮影 (落射モード)の何れのモードも使用可能な誘電泳動チップを提供 することができると!/、う効果を奏する。
[0437] また、上記泳動レーンは、一つの基板上に複数設けられており、かつ、上記電極列 における各電極は、上記複数の泳動レーンに跨がって設けられて 、ることが好ま ヽ
[0438] 上記の構成によれば、上記泳動レーンが、一つの基板上に複数設けられており、 かつ、上記電極列における各電極が、上記複数の泳動レーンに跨がって設けられて いること、つまり、上記各電極が、複数の泳動レーンに共通して設けられていることで 、上記誘電性物質に誘電泳動力を与える交流電圧 (泳動制御電圧)を、上記各泳動 レーンにおける各電極に一括して入力することができる。すなわち、上記の構成によ れば、上記電極列に一種類の信号を入力すると、複数の泳動レーンに同時に電界を 印加することができる。従って、上記の構成によれば、複数の試料の泳動制御を、一 括して同時に行うことができる。
[0439] このため、上記の構成によれば、実験環境の煩雑な設定を伴うことなぐ複数種の 異なる試料 (例えば溶媒の比誘電率や粘度が異なる試料、あるいは、溶媒中の粒子 の物性値 (比誘電率等)が異なる試料等)を、同一条件で同時に被泳動条件下に置 くことが可能であり、試験条件に対する応用範囲が広ぐ様々な試験条件に適応する 誘電泳動チップを提供することが可能である。
[0440] また、上記の構成によれば、上記したように、一つの基板上に複数の泳動レーンを 有する誘電泳動チップを使用することで、試料 (例えば溶媒等の媒体)の種類を泳動 レーン毎に変更し、特定の複数の粒子を同時に選別することや、溶媒等の媒体は同 一で、泳動レーン毎に電極形状を変えることで特定の複数の粒子を同時に選別する ことも可能であり、複数粒子の選別を効率良く行うことが可能になる。従って、上記の 構成によれば、幅広い用途に対応した誘電泳動チップを提供することができるという 効果を奏する。
[0441] そして、特に、上記誘電泳動チップによれば、透過光による観察、撮影 (透過モード による観察、撮影）が可能であることから、上記観察が容易であり、また、上記したよう に観察領域に透明電極力 なる部分と金属電極を設けた部分とを設ける場合、泳動 レーンによって透明電極による透過モードと金属電極による落射モードとを切り換え ることで、異なる解析を同時に行うことも可能となる。
[0442] また、上記誘電泳動チップは、このように上記泳動レーンが一つの基板上に複数設 けられており、かつ、上記電極列における各電極が上記複数の泳動レーンに跨がつ て設けられている場合、互いに隣り合う泳動レーン同士で、上記電極列の形状、電極 幅、および電極間隔のうち少なくとも一つの条件が異なっていることが好ましい。
[0443] 誘電泳動挙動は、同一の試料を使用し、同一の制御電圧で駆動する場合でも、電 極列（電極)の形状により、上記試料中の電界の状態に応じて異なる。
[0444] 従って、上記の構成によれば、上記したように互いに隣り合う泳動レーン同士で、上 記電極列の形状、電極幅、および電極間隔のうち少なくとも一つの条件を異ならしめ ることで、特定の複数の誘電性物質を同時に選別'同定することが可能となり、複数 の誘電性物質の選別を効率よく行うことが可能になるという効果を有している。また、 上記の構成によれば、複数の泳動レーンにおける泳動挙動の差異を一括して観察 することができると ヽつたメリットもある。
[0445] さらに、上記誘電泳動チップは、このように上記泳動レーンが一つの基板上に複数 設けられており、かつ、上記電極列における各電極が上記複数の泳動レーンに跨が つて設けられている場合、上記各泳動レーンは互いに離間して設けられ、上記各泳 動レーン内と、各泳動レーン同士の間の領域とでは、上記電極列の形状、電極幅、 および電極間隔のうち少なくとも一つの条件が異なっていることが好ましい。
[0446] 上記の構成によれば、例えば、泳動現象の観察に必要である泳動レーン内の電極 列のみを要求される狭ピッチ配線とし、それ以外の、泳動現象とは無関係の領域の 電極列（上記各泳動レーン同士の間の領域)を広ピッチ配線とすることで、上記電極 列全体の抵抗を低くし、かつ寄生容量を低減することで、入力 AC電圧の減衰や遅 延を抑制することが可能となる。
[0447] また、上記の構成によれば、例えば上記泳動レーン内の電極列における電極形状 力 Sストライプ状ではな 、場合、各泳動レーン同士の間の領域における上記電極列の 電極形状をストライプ構造にして配線長を短縮する等して配線抵抗の増大を抑えるこ とも可能である。
[0448] このように、上記の構成によれば、上記各泳動レーン内と、各泳動レーン同士の間 の領域とで、上記電極列の形状、電極幅、および電極間隔のうち少なくとも一つの条 件を異ならしめることで、上記電極列の低抵抗ィ匕を図ることができると 、う効果を奏す る。
[0449] また、上記泳動レーンは、一対の基板と、上記基板間に設けられた泳動レーン壁と で形成されており、上記泳動レーン壁は、内部に、上記一対の基板間の間隔を保持 するスぺーサを含有して 、ることが好まし 、。
[0450] 上記の構成によれば、このように上記泳動レーンが一対の基板間に形成されてい る場合、上記泳動レーン壁が、内部に、上記一対の基板間の間隔を保持するスぺー サを含有していることで、上記泳動レーンのレーン高さを均一に保持することができる という効果を奏する。
[0451] また、上記誘電泳動チップは、上記泳動レーン力 基板上に、上記泳動レーンに沿 つて泳動レーン壁が設けられてなり、上記基板上における上記泳動レーン壁が形成 されている領域の少なくとも一部を除く領域に、上記電極列を覆う保護膜が設けられ ていることが好ましい。
[0452] 上記の構成によれば、上記基板上に、上記電極列を覆う保護膜が設けられて ヽる ことで、泳動する誘電性物質が、上記泳動レーン内において上記電極列に吸着する ことを防ぐことができる。そして、上記保護膜が、上記基板上における上記泳動レーン 壁が形成されている領域の少なくとも一部を除く領域に設けられていることで、上記 保護膜と上記泳動レーン壁の材料との密着性が悪 ヽ場合でも、十分な接着性を得る ことができると!/、う効果を奏する。
[0453] また、上記泳動レーンは、一対の基板と、上記一対の基板間に設けられた泳動レ ーン壁とで形成されており、かつ、上記一対の基板間に、上記泳動レーンに上記試 料を注入するための注入口を有して!/、ることが好まし！/、。
[0454] 上記の構成によれば、このように泳動レーンが一対の基板間に形成されている場 合、該泳動レーンに上記試料を注入するための注入口を、上記基板にドリル等で孔 を開ける等して形成する場合と比較して、上記泳動レーン内への不純物の混入を防 止し、上記誘電泳動チップの不良発生率を相対的に抑制することができるという効果 を奏する。
[0455] また、上記の構成によれば、上記泳動レーン壁のパターンにより上記一対の基板 間に上記注入口が必然的に形成されることから、上記注入口を形成するために別途 材料や工程を必要としない。従って、上記の構成によれば、上記誘電泳動チップにド リル等で上記注入口を設ける場合と比較して、より効率的に上記誘電泳動チップを 形成することができるという効果を併せて奏する。
[0456] また、上記誘電泳動チップは、上記電極列における各電極の両端部に、各電極に 各電極の両端から同一の電圧を入力するための入力端子部を有していることが好ま しい。
[0457] 上記の構成によれば、誘電泳動試験時に、上記電極列における各電極の両端から 、各電極に、それぞれ、同一の電圧、すなわち、同一の交流電圧が、同時に入力さ れる。
[0458] 従って、上記の構成によれば、上記各電極の両端部から同一の電圧が入力される ことで、各電極に、各電極の片側カゝらのみ電圧が入力される場合と比較して、配線抵 抗および寄生容量による入力電圧信号の減衰や遅延の影響を抑制することができる という効果を奏する。
[0459] また、上記電極列は、上記泳動レーンのレーン方向に各々電極が複数配設されて なる第 1の電極列と第 2の電極列とを備え、上記泳動レーンは、上記泳動レーンと上 記第 1の電極列および第 2の電極列とが対向する領域の少なくとも一部における上 記泳動レーンの上記各電極列との対向面がそれぞれ透明であり、上記第 1の電極列 および第 2の電極列は、各々の電極列における電極間に各々交流電圧による電界を 形成することで上記泳動レーンに注入された試料に各々電界を印加し、上記第 1の 電極列および第 2の電極列における各々の電極は、上記泳動レーンを介して互いに 対向するとともに上記泳動レーンに交差して設けられており、かつ、上記第 1の電極 列および第 2の電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領域と対向する部分の電 極の少なくとも一部が透明電極で形成されて 、ることが好ま 、。
[0460] 上記の構成によれば、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極 は、上記泳動レーンを介して互いに対向して設けられているので、上記泳動レーンに 注入された試料を挟むように、該試料に交流電圧により形成された電界を印加する 電極が設けられていることになる。よって、上記誘電性物質には、該誘電性物質を挟 むように、該誘電性物質を含む試料 (試料層）の両面、すなわち対向する 2つの面か らそれぞれ交流電圧により形成された電界が印加されるので、上記試料 (試料層）の 片面（1面)からのみ上記電界が印加される場合に比べて、上記誘電性物質の誘電 泳動の挙動を安定させることができる。
[0461] し力も、上記の構成によれば、上記誘電性物質には、上記試料 (試料層）の両面か ら上記電界が印加されるので、上記試料 (試料層）の片面力 のみ上記電界が印加 される場合と比べて、上記誘電性物質に力かる電界が強くなる。このため、上記の構 成によれば、上記試料 (試料層）の片面からのみ上記電界が印加される場合と比べ て、駆動電圧を上げることなく上記誘電性物質の誘電泳動力を大きくすることができ る。
[0462] よって、上記の構成によれば、従来よりも効率的に誘電性物質の誘電泳動挙動を 制御することができるとともに、安定した誘電泳動挙動を得ることができる誘電泳動チ ップを提供することができる。
[0463] し力も、上記の構成によれば、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々 の電極が、上記泳動レーンを介して各々設けられていることで、例えば、上記第 1の 電極列および第 2の電極列に、位相や振幅等の条件が異なる交流電圧を印加するこ とも可能である。このため、上記試料 (試料層）の片面（1面)からのみ上記電界が印 加される場合、すなわち、一方の電極列しカゝ使用しない場合と比較して、より効率的 な泳動挙動の制御、あるいはより複雑な泳動挙動の制御を行うことも可能である。
[0464] したがって、上記の構成によれば、安定した誘電泳動挙動を得ることができるととも に、さらなる観察条件の制限が緩和され、試験条件に対する応用範囲が広ぐより一 層、観察環境が改善された誘電泳動チップを提供することができるという効果を奏す る。
[0465] さらに、上記の構成によれば、上記第 1の電極列および第 2の電極例の何れか一方 の電極列に電圧を印加する場合と、上記両電極列に電圧を印加する場合とを、同一 の実験中に使い分けることができる。これにより、駆動電圧を変えることなく誘電泳動 力を調節することもできる。
[0466] また、上記第 1の電極列および第 2の電極列のうち少なくとも一方の電極列は、上 記泳動レーンにおける透明な領域と対向する部分以外の部分に金属電極を備えて 、ることが好まし!/、。
[0467] また、上記第 1の電極列および第 2の電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領 域と対向する部分に、上記第 1の電極列および第 2の電極列における上記泳動レー ンを介して互いに対向する電極が、両方とも透明電極力 なる部分と、少なくとも一方 に金属電極が設けられて 、る部分とを備えて 、ることが好ま 、。
[0468] さらに言えば、前記目的を達成するために、誘電泳動チップは、以上のように、誘 電性物質を含む試料に交流電圧により形成された電界を印加することにより上記誘 電性物質を誘電泳動させる誘電泳動チップであって、上記誘電性物質を誘電泳動さ せる泳動レーンと、上記泳動レーンのレーン方向に各々電極が複数配設されてなる 第 1の電極列および第 2の電極列とを備え、上記第 1の電極列および第 2の電極列は 、各々の電極列における電極間に各々交流電圧による電界を形成することで上記泳 動レーンに注入された試料に各々電界を印加するとともに、上記第 1の電極列およ び第 2の電極列における各々の電極は、上記泳動レーンを介して互いに対向して設 けられて 、る構成を有して 、てもよ!/、。
[0469] 上記の構成によれば、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極 は、上記泳動レーンを介して互いに対向して設けられているので、上記泳動レーンに 注入された試料を挟むように、該試料に交流電圧により形成された電界を印加する 電極が設けられていることになる。よって、上記の構成によれば、上述したように、上 記誘電性物質には、該誘電性物質を挟むように、該誘電性物質を含む試料 (試料層 )の両面、すなわち対向する 2つの面からそれぞれ交流電圧により形成された電界が 印加されるので、上記試料 (試料層）の片面（1面)からのみ上記電界が印加される場 合に比べて、上記誘電性物質の誘電泳動の挙動を安定させることができる。
[0470] しかも、泳動レーンの片面にのみ電極列が形成されている場合、強い誘電泳動力 を得るためには、電極に印加する駆動電圧を大きくする必要があり、駆動系統 (駆動 I C (集積回路; integrated circuit)等）の負荷が大きくなると!/、つた問題を生じる。
[0471] し力しながら、上記の構成によれば、上記誘電性物質には、上記試料 (試料層）の 両面から上記電界が印加されるので、上記試料 (試料層）の片面からのみ上記電界 が印加される場合と比べて、上記誘電性物質に力かる電界が強くなる。このため、上 記の構成によれば、上記試料 (試料層）の片面からのみ上記電界が印加される場合 と比べて、駆動電圧を上げることなく上記誘電性物質の誘電泳動力を大きくすること ができる。
[0472] よって、上記の構成によれば、従来よりも効率的に誘電性物質の誘電泳動挙動を 制御することができるとともに、安定した誘電泳動挙動を得ることができる誘電泳動チ ップを提供することができるという効果を奏する。
[0473] し力も、上記の構成によれば、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々 の電極が、上記泳動レーンを介して各々設けられていることで、例えば、上記第 1の 電極列および第 2の電極列に、位相や振幅等の条件が異なる交流電圧を印加するこ とも可能である。このため、上記試料 (試料層）の片面（1面)からのみ上記電界が印 加される場合、すなわち、一方の電極列しカゝ使用しない場合と比較して、より効率的 な泳動挙動の制御、あるいはより複雑な泳動挙動の制御を行うことも可能である。
[0474] さらに、上記の構成によれば、上記第 1の電極列および第 2の電極例の何れか一方 の電極列に電圧を印加する場合と、上記両電極列に電圧を印加する場合とを、同一 の実験中に使い分けることができる。これにより、駆動電圧を変えることなく誘電泳動 力を調節することもできる。
[0475] 上記誘電泳動チップにおいて、上記第 1の電極列と第 2の電極列とは、両電極列と 上記泳動レーンとが対向する領域にぉ 、て同じ形状を有して 、ることが好ま 、。
[0476] 上記第 1の電極列と第 2の電極列とは、電極端での誘電性物質 (誘電体粒子）の捕 集効果および浮揚力の制御並びに搬送制御の観点から、理想的には、平面的にぴ つたりと重なることが望ましい。上記第 1の電極列と第 2の電極列とが平面的にびった りと重なることで、例えば、該誘電性物質を含む試料 (試料層）の両面、すなわち対向 する 2つの面から、それぞれ、対称的な電界をかけることができる。また、上記第 1の 電極列と第 2の電極列とが平面的にぴったりと重なることで、上記誘電性物質の浮揚 力の制御並びに搬送制御が容易となる。このため、上記第 1の電極列と第 2の電極 列とは、両電極列と上記泳動レーンとが対向する領域において同じ形状を有してい ることが望ましい。
[0477] また、上記誘電泳動チップにおいて、上記第 1の電極列および第 2の電極列におけ る各々の電極は、上記泳動レーンに交差して設けられているとともに、上記泳動レー ンは、上記泳動レーンと上記第 1の電極列および第 2の電極列とが対向する領域の 少なくとも一部における上記泳動レーンの上記各電極列との対向面がそれぞれ透明 であり、かつ、上記第 1の電極列および第 2の電極列のうち少なくとも一方の電極列 における、上記泳動レーンにおける透明な領域と対向する部分の電極の少なくとも 一部が透明電極で形成されて 、ることが好ま 、。
[0478] また、上記誘電泳動チップにおいて、上記第 1の電極列および第 2の電極列におけ る各々の電極は、上記泳動レーンに交差して設けられているとともに、上記泳動レー ンは、上記泳動レーンと上記第 1の電極列および第 2の電極列とが対向する領域の 少なくとも一部における上記各電極列との対向面の少なくとも一方が透明であり、力 つ、上記第 1の電極列および第 2の電極列のうち上記泳動レーンにおける透明な領 域と対向する電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領域と対向する部分の電極 の少なくとも一部が透明電極で形成されて 、ることが好ま 、。
[0479] 上記泳動レーンの両面に非透明な電極を形成する場合、少なくとも電極領域での 光学撮像は不可能となり、観察条件が制限されることになる。
[0480] そこで、上記したように、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電 極力 上記泳動レーンに交差して設けられているとともに、例えば、（1)上記泳動レ ーンは、上記泳動レーンと上記第 1の電極列および第 2の電極列とが対向（すなわち 重畳)する領域の少なくとも一部における上記泳動レーンの上記各電極列との対向 面がそれぞれ透明であり、かつ、上記第 1の電極列および第 2の電極列のうち少なく とも一方の電極列における、上記泳動レーンにおける透明な領域と対向する部分の 電極の少なくとも一部が透明電極で形成されている力、あるいは、（2)上記泳動レー ンは、上記泳動レーンと上記第 1の電極列および第 2の電極列とが対向（すなわち重 畳)する領域の少なくとも一部における上記各電極列との対向面の少なくとも一方が 透明であり、かつ、上記第 1の電極列および第 2の電極列のうち上記泳動レーンにお ける透明な領域と対向する電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領域と対向す る部分の電極の少なくとも一部が透明電極で形成されて ヽることで、電極領域での上 記誘電性物質の誘電泳動挙動の観察並びに光学撮像を容易に行うことができるとい う効果を奏する。
[0481] そして、特に、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極が、上記 泳動レーンに交差して設けられているとともに、上記泳動レーンは、上記泳動レーン と上記第 1の電極列および第 2の電極列とが対向（すなわち重畳)する領域の少なく とも一部における上記泳動レーンの上記各電極列との対向面がそれぞれ透明であり 、かつ、上記第 1の電極列および第 2の電極列は、上記泳動レーンにおける透明な 領域と対向する部分の電極の少なくとも一部が透明電極で形成されていることで、上 記試料を観察する際に、上記泳動レーンの上方および下方の何れの方向からも、電 極領域における観察が可能となる。このため、上記の構成によれば、観察方向の選 択が可能となる。また、上記の構成によれば、透過光による観察、撮影 (透過モード による観察、撮影)が可能となることから、投影による観察システムの構築が可能とな る。よって、上記の構成によれば、観察条件の制限が緩和された誘電泳動チップを 提供することができるという効果を奏する。上記誘電泳動チップは、上記したように透 過光による観察、撮影が可能となることから、蛍光観察やフィルタリングを多用する観 察に非常に有効である。
[0482] また、上記第 1の電極列および第 2の電極列のうち少なくとも一方の電極列は、上 記泳動レーンにおける透明な領域と対向する部分以外の部分に金属電極を備えて 、ることが好まし!/、。
[0483] 同形状の電極を透明導電材料と金属材料とで形成する場合、透明電極材料で形 成された電極 (透明電極）は、金属材料で形成された電極 (金属電極）と比較して相 対的に高抵抗である。このため、抵抗率をできるだけ低く抑えるためには、上記電極 列は、透明電極と金属電極との二層構造とする等、上記電極列内に金属電極を備え ていることが好ましい。そこで、上記金属電極を、上記電極例内における上記泳動レ ーンにおける透明な領域と対向する部分以外の部分 (すなわち、対向しない部分）に 設けることで、電極領域での観察が可能であることにカ卩えて、上記電極列全体の抵 抗を、該電極列を透明電極のみで形成する場合と比較して、低く抑えることができる とともに、電極間の寄生容量を低減することができる。よって、上記の構成によれば、 電極領域での観察が可能であり、かつ、入力電圧 (泳動制御入力電圧)の減衰'遅 延を抑制することが可能な、使い勝手が良ぐ測定精度の高い誘電泳動チップを提 供することができるという効果を奏する。
[0484] また、上記誘電泳動チップにおいて、上記第 1の電極列および第 2の電極列におけ る各々の電極は、上記泳動レーンに交差して設けられているとともに、上記泳動レー ンは、上記泳動レーンと上記第 1の電極列および第 2の電極列とが対向（すなわち重 畳)する領域の少なくとも一部における上記泳動レーンの上記各電極列との対向面 がそれぞれ透明であり、かつ、上記第 1の電極列および第 2の電極列は、上記泳動レ ーンにおける透明な領域と対向する部分に、上記第 1の電極列および第 2の電極列 における上記泳動レーンを介して互いに対向する電極力 両方とも透明電極力 な る部分と、少なくとも一方に金属電極が設けられている部分とを備えていることが好ま しい。
[0485] このように、上記第 1の電極列および第 2の電極列において上記泳動レーンにおけ る透明な領域と対向する部分に、上記第 1の電極列および第 2の電極列における上 記泳動レーンを介して互いに対向する電極力 両方とも透明電極力 なる部分と、少 なくとも一方に金属電極が設けられている部分とを備えていることで、上記電極列全 体の抵抗を、該電極列を透明電極のみで形成する場合と比較して、低く抑えることが でき、かつ、電極間の寄生容量を低減することができることに加え、透明電極を透過 する透過光による観察、撮影 (透過モード)および上記金属電極からの反射 (落射） 光による観察、撮影 (落射モード)の何れのモードも使用可能な誘電泳動チップを提 供することができるという効果を奏する。
[0486] また、上記誘電泳動チップは、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々 の電極は、上記泳動レーンに交差して設けられているとともに、上記泳動レーンは、 一つの基板上に複数設けられており、かつ、上記第 1の電極列および第 2の電極列 における各々の電極は、上記複数の泳動レーンに跨がって設けられて 、ることが好 ましい。
[0487] 上記の構成によれば、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極 は、上記泳動レーンに交差して設けられているとともに、上記泳動レーン力 一つの 基板上に複数設けられており、かつ、上記電極列における各電極が、上記複数の泳 動レーンに跨がって設けられていること、つまり、上記各電極が、複数の泳動レーン に共通して設けられて 、ることで、上記誘電性物質に誘電泳動力を与える交流電圧 (泳動制御電圧）を、上記各泳動レーンにおける各電極に一括して入力することがで きる。すなわち、上記の構成によれば、上記電極列に一種類の信号を入力すると、複 数の泳動レーンに同時に電界を印加することができる。従って、上記の構成によれば 、複数の試料の泳動制御を、一括して同時に行うことができる。
[0488] このため、上記の構成によれば、実験環境の煩雑な設定を伴うことなぐ複数種の 異なる試料 (例えば溶媒の比誘電率や粘度が異なる試料、あるいは、溶媒中の粒子 の物性値 (比誘電率等)が異なる試料等)を、同一条件で同時に被泳動条件下に置 くことが可能であり、試験条件に対する応用範囲が広ぐ様々な試験条件に適応する 誘電泳動チップを提供することが可能である。
[0489] また、上記の構成によれば、上記したように、上記第 1の電極列および第 2の電極 列における各々の電極力 上記泳動レーンに交差して設けられているとともに、一つ の基板上に複数の泳動レーンを有する誘電泳動チップを使用することで、試料 (例え ば溶媒等の媒体)の種類を泳動レーン毎に変更し、特定の複数の粒子を同時に選 別することや、溶媒等の媒体は同一で、泳動レーン毎に電極形状を変えることで特 定の複数の粒子を同時に選別することも可能であり、複数粒子の選別を効率良く行う ことが可能になる。従って、上記の構成によれば、幅広い用途に対応した誘電泳動 チップを提供することができるという効果を奏する。
[0490] また、上記誘電泳動チップは、上記したように、上記第 1の電極列および第 2の電極 列における各々の電極力 上記泳動レーンに交差して設けられているとともに、上記 泳動レーンが一つの基板上に複数設けられており、かつ、上記電極列における各電 極が上記複数の泳動レーンに跨がって設けられて 、る場合、互いに隣り合う泳動レ ーン同士で、上記電極列の形状、電極幅、および電極間隔のうち少なくとも一つの条 件が異なって 、ることが好まし 、。
[0491] 誘電泳動挙動は、同一の試料を使用し、同一の制御電圧で駆動する場合でも、電 極列（電極)の形状により、上記試料中の電界の状態に応じて異なる。
[0492] 従って、上記の構成によれば、上記したように互いに隣り合う泳動レーン同士で、上 記電極列の形状、電極幅、および電極間隔のうち少なくとも一つの条件を異ならしめ ることで、特定の複数の誘電性物質を同時に選別'同定することが可能となり、複数 の誘電性物質の選別を効率良く行うことが可能になると 、う効果を有して 、る。また、 上記の構成によれば、複数の泳動レーンにおける泳動挙動の差異を一括して観察 することができると ヽつたメリットもある。
[0493] さらに、上記誘電泳動チップは、上記したように、上記第 1の電極列および第 2の電 極列における各々の電極力 上記泳動レーンに交差して設けられているとともに、上 記泳動レーンが一つの基板上に複数設けられており、かつ、上記電極列における各 電極が上記複数の泳動レーンに跨がって設けられて 、る場合、上記各泳動レーンは 互いに離間して設けられ、上記各泳動レーン内と、各泳動レーン同士の間の領域と では、上記電極列の形状、電極幅、および電極間隔のうち少なくとも一つの条件が 異なって!/、ることが好まし!/、。
[0494] 上記の構成によれば、例えば、泳動現象の観察に必要である泳動レーン内の電極 列のみを要求される狭ピッチ配線とし、それ以外の、泳動現象とは無関係の領域の 電極列（上記各泳動レーン同士の間の領域)を広ピッチ配線とすることで、上記電極 列全体の抵抗を低くし、かつ寄生容量を低減することで、入力 AC電圧の減衰や遅 延を抑制することが可能となる。
[0495] また、上記の構成によれば、例えば上記泳動レーン内の電極列における電極形状 力 Sストライプ状ではな 、場合、各泳動レーン同士の間の領域における上記電極列の 電極形状をストライプ構造にして配線長を短縮する等して配線抵抗の増大を抑えるこ とも可能である。
[0496] このように、上記の構成によれば、上記各泳動レーン内と、各泳動レーン同士の間 の領域とで、上記電極列の形状、電極幅、および電極間隔のうち少なくとも一つの条 件を異ならしめることで、上記電極列の低抵抗ィ匕を図ることができると 、う効果を奏す る。
[0497] また、上記誘電泳動装置は、以上のように、上記誘電泳動チップを備えて 、る構成 を有している。また、上記誘電泳動システムは、以上のように、上記誘電泳動装置を 備えている構成を有している。すなわち、上記誘電泳動システムは、上記誘電泳動 チップを備えて 、る構成を有して 、る。
[0498] 上記誘電泳動装置並びに誘電泳動システム力 前記したように、泳動レーンと電極 列とが重畳する領域の少なくとも一部における上記泳動レーンの上記電極列との対 向面が透明であり、かつ、上記電極列が、上記泳動レーンにおける透明な領域と重 畳する部分の電極の少なくとも一部が透明電極で形成された誘電泳動チップを備え ていることで、試料を観察する際に、上記誘電泳動チップにおける泳動レーンに設け られている電極に遮られることなぐ上記泳動レーンの上方および下方の何れの方向 からも、電極領域、すなわち、上記誘電性物質に誘電泳動力を与える領域における 観察が可能となる。また、上記の構成によれば、透過光による観察、撮影 (透過モー ドによる観察、撮影)が可能となることから、投影による観察システムの構築が可能と なる。よって、従来よりも観察条件の制限が緩和され、試験条件に対する応用範囲が 広い誘電泳動装置並びに誘電泳動システムを提供することができる。したがって、上 記の構成によれば、従来よりも観察環境が改善された誘電泳動装置並びに誘電泳 動システムを提供することができるという効果を奏する。
[0499] また、以上のように、上記誘電泳動装置が、上記誘電泳動チップとして、泳動レー ンのレーン方向に各々電極が複数配設されてなる第 1の電極列および第 2の電極列 を備え、前記したように、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極 が上記泳動レーンを介して互いに対向して設けられている誘電泳動チップを備えて いることで、上記誘電性物質には、該誘電性物質を挟むように、該誘電性物質を含 む試料 (試料層）の両面、すなわち対向する 2つの面カゝらそれぞれ交流電圧により形 成された電界が印加されるので、上記試料 (試料層）の片面（1面)からのみ上記電界 が印加される場合に比べて、上記誘電性物質の誘電泳動の挙動を安定させることが できる。
[0500] また、上記の構成によれば、上記誘電性物質には、上記試料 (試料層）の両面から 上記電界が印加されるので、上記試料 (試料層）の片面力 のみ上記電界が印加さ れる場合と比べて、上記誘電性物質に力かる電界が強くなる。このため、上記の構成 によれば、上記試料 (試料層）の片面からのみ上記電界が印加される場合と比べて、 駆動電圧を上げることなく上記誘電性物質の誘電泳動力を大きくすることができる。
[0501] よって、上記の構成によれば、従来よりも効率的に誘電性物質の誘電泳動挙動を 制御することができるとともに、安定した誘電泳動挙動を得ることができる誘電泳動装 置を提供することができる。
[0502] しかも、上記の構成によれば、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々 の電極が、上記泳動レーンを介して各々設けられていることで、例えば、上記第 1の 電極列および第 2の電極列に、位相や振幅等の条件が異なる交流電圧を印加するこ とも可能である。このため、上記試料 (試料層）の片面（1面)からのみ上記電界が印 加される場合、すなわち、一方の電極列しカゝ使用しない場合と比較して、より効率的 な泳動挙動の制御、あるいはより複雑な泳動挙動の制御を行うことも可能である。し たがって、上記の構成によれば、試験条件に対する応用範囲が広ぐ従来よりも観察 環境が改善された誘電泳動装置を提供することができるという効果を奏する。
[0503] さらに、上記の構成によれば、上記第 1の電極列および第 2の電極例の何れか一方 の電極列に電圧を印加する場合と、上記両電極列に電圧を印加する場合とを、同一 の実験中に使い分けることができる。これにより、駆動電圧を変えることなく誘電泳動 力を調節することもできる。
[0504] また、上記誘電泳動装置は、上記第 1の電極列および第 2の電極列に印加する電 圧を制御する制御部を備え、上記制御部は、上記第 1の電極列内および第 2の電極 列内でそれぞれ互いに隣り合う電極にはそれぞれ異なる位相の交流電圧を印加す るとともに、上記泳動レーンを介して互いに対向する電極同士には同じ位相の交流 電圧を印加する構成を有して ヽることが好ま 、。
[0505] 上記の構成によれば、上記第 1の電極列内および第 2の電極列内でそれぞれ互い に隣り合う電極にそれぞれ異なる位相の交流電圧を印加されるとともに、上記泳動レ ーンを介して互いに対向する電極同士には同じ位相の交流電圧が印加されることで 、上記誘電性物質には、該誘電性物質を含む試料 (試料層）の両面、すなわち対向 する 2つの面から、それぞれ、対称的な電界をかけることができる。従って、上記の構 成によれば、強い誘電泳動力を得ることができるという効果を奏する。
[0506] また、この場合、上記制御部は、上記第 1の電極列内および第 2の電極列内でそれ ぞれ互いに隣り合う電極に対し、順次 πずつ位相がずれるように交流電圧を印加す るものであることが好まし!/、。
[0507] このように、各電極列内でそれぞれ互いに隣り合う電極に対し、順次 πずつ位相が ずれるように交流電圧を印加することで、上記誘電性物質の浮揚力の制御を効率良 く行うことができると 、う効果を奏する。
[0508] また、上記制御部は、上記第 1の電極列内および第 2の電極列内でそれぞれ互い に隣り合う電極に対し、順次 π Ζ2ずつ位相がずれるように交流電圧を印加するもの であることが好ましい。 [0509] このように、各電極列内でそれぞれ互いに隣り合う電極に対し、順次 π Ζ2ずつ位 相がずれるように交流電圧を印加することで、上記誘電性物質の搬送を効率良く行う ことができると!/、う効果を奏する。
[0510] また、上記誘電泳動装置は、上記第 1の電極列および第 2の電極列に印加する電 圧を制御する制御部を備え、上記制御部は、上記第 1の電極列内および第 2の電極 列内でそれぞれ互いに隣り合う電極にそれぞれ異なる位相の交流電圧を印加すると ともに、上記泳動レーンを介して互いに対向する電極同士にそれぞれ異なる位相の 交流電圧を印加する構成を有して ヽることが好ま 、。
[0511] 上記の構成によれば、 DEPモードと TWDモードとの切り替えが不要であり、電圧を 印加する対象電極を切り替えるだけで、上記誘電性物質の分離、搬送を行うことがで きること力 、上記誘電性物質の分離、搬送効率が高ぐ制御もより容易であるという 効果を奏する。また、上記の構成によれば、上記誘電性物質に浮揚力を与えながら 該誘電性物質の搬送を行うので、上記誘電性物質が沈降し難!ヽと ヽぅ効果を併せて 奏する。
[0512] また、この場合、上記制御部は、 (1)上記第 1の電極列内の X番目の電極を Αχ、 X
+η番目の電極を Αχ+η (χおよび ηは 1以上の整数）とし、上記泳動レーンを介して 上記各電極 Αχ、Αχ+ηに対向する位置に配置された上記第 2の電極列内の各電極 をそれぞれ Βχ、 Βχ+ηとし、上記 Axの表面と Βχの表面との間の距離を Vとし、 Axの 中心と Ax+nの中心との間の距離を Hとすると、上記 nが HZV≤5を満足するととも に、上記 Axに対する Ax + nの位相差および Bxの位相差がともに πとなり、上記 Ax に対する Bx+nの位相差が 0となるように交流電圧を印加する力、あるいは、（2)上 記第 1の電極列内の X番目の電極を Ax、 x+n番目の電極を Ax+n (Xおよび nは 1 以上の整数）とし、上記泳動レーンを介して上記各電極 Ax、 Ax+nに対向する位置 に配置された上記第 2の電極列内の各電極をそれぞれ Bx、 Bx+nとし、上記 Axの 表面と Bxの表面との間の距離を Vとし、 Axの中心と Ax+nの中心との間の距離を H とすると、上記 nが HZV≤5を満足するとともに、上記 Axに対する上記 Ax+nおよ び Bxの何れか一方の電極の位相差が π Ζ2、他方の電極の位相差が 3 π Ζ2であり 、上記 Axに対する Bx + nの位相差が πとなるように交流電圧を印加するものである ことが好ましい。
[0513] 上記何れの場合においても、上記各電極に対して、上記の関係を満たす位相条件 で交流電圧を印加することにより、上記泳動レーン (試料層）における、上記電極 Ax , Ax+ 2、 Bx, Bx+ 2で囲まれた空間の中心部に、上記誘電性物質をトラップするこ とができると!、う効果を奏する。
[0514] また、この場合、上記制御部は、上記第 1の電極列および第 2の電極列において交 流電圧を印加する対象電極を、 Ax、 Ax+n、 Bx、 Bx+nの 4つの電極の組み合わ せ力もなる 1ユニットの Xが 1ずつ大きくなるように順次移動させるものであることが好ま しい。
[0515] このように、上記第 1の電極列および第 2の電極列において交流電圧を印加する対 象電極を、 Ax、 Ax+n、 Bx、 Bx+nの 4つの電極の組み合わせからなる 1ユニットの Xが 1ずつ大きくなるように順次移動させることで、交流電圧が印加されている上記ュ ニットで囲まれた空間の中心部に上記誘電性物質がトラップされた状態で、上記誘 電性物質を搬送することができる。よって、上記の構成によれば、従来の TWDモード に比べて、上記誘電性物質の搬送を効率良く行うことができると 、う効果を奏する。
[0516] また、上記誘電泳動システム力 泳動レーンのレーン方向に各々電極が複数配設 されてなる第 1の電極列および第 2の電極列を備え、前記したように、上記第 1の電極 列および第 2の電極列における各々の電極が上記泳動レーンを介して互いに対向し て設けられている誘電泳動チップ、あるいは、該誘電泳動チップを備えた誘電泳動 装置を備えていることで、上記誘電性物質には、該誘電性物質を挟むように、該誘電 性物質を含む試料 (試料層）の両面、すなわち対向する 2つの面からそれぞれ交流 電圧により形成された電界が印加されるので、上記試料 (試料層）の片面（1面)から のみ上記電界が印加される場合に比べて、上記誘電性物質の誘電泳動の挙動を安 定させることができる。
[0517] また、上記の構成によれば、上記誘電性物質には、上記試料 (試料層）の両面から 上記電界が印加されるので、上記試料 (試料層）の片面力 のみ上記電界が印加さ れる場合と比べて、上記誘電性物質に力かる電界が強くなる。このため、上記の構成 によれば、上記試料 (試料層）の片面からのみ上記電界が印加される場合と比べて、 駆動電圧を上げることなく上記誘電性物質の誘電泳動力を大きくすることができる。
[0518] よって、上記の構成によれば、従来よりも効率的に誘電性物質の誘電泳動挙動を 制御することができるとともに、安定した誘電泳動挙動を得ることができる誘電泳動シ ステムを提供することができる。
[0519] し力も、上記の構成によれば、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々 の電極が、上記泳動レーンを介して各々設けられていることで、例えば、上記第 1の 電極列および第 2の電極列に、位相や振幅等の条件が異なる交流電圧を印加するこ とも可能である。このため、上記試料 (試料層）の片面（1面)からのみ上記電界が印 加される場合、すなわち、一方の電極列しカゝ使用しない場合と比較して、より効率的 な泳動挙動の制御、あるいはより複雑な泳動挙動の制御を行うことも可能である。し たがって、上記の構成によれば、試験条件に対する応用範囲が広ぐ従来よりも観察 環境が改善された誘電泳動システムを提供することができるという効果を奏する。
[0520] さらに、上記の構成によれば、上記第 1の電極列および第 2の電極例の何れか一方 の電極列に電圧を印加する場合と、上記両電極列に電圧を印加する場合とを、同一 の実験中に使い分けることができる。これにより、駆動電圧を変えることなく誘電泳動 力を調節することもできる。
[0521] 上記した各誘電泳動チップおよび誘電泳動装置並びに誘電泳動システムは、例え ば、特定細胞の分離、検出等のバイオ研究用マイクロアレイ等の用途に好適に適用 することができる。
[0522] なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなぐ請求項に示した範 囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を 適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 産業上の利用可能性
[0523] 本発明にかかる誘電泳動チップおよび誘電泳動装置並びに誘電泳動システムは、 特定細胞の分離、検出等のバイオ研究用マイクロアレイ等の用途、例えば、生体分 子ゃ榭脂ビーズ等の誘電性物質を誘電泳動力によって搬送する化学分析システム に好適に使用することができる。これら化学分析システムは、医療分野をはじめとして 、食品衛生分野、環境モニタリング等に広く応用が可能であり、血液を分離すること で得られる赤血球、白血球、リンパ球等の血球成分;大腸菌、リステリア菌等の細菌; DNA (テオキシリホ个亥酸： deoxyribonucleic acid； deoxyribose nucleic acid)、タンノヽ ク質等の生体分子;等の幅広い範囲の誘電性物質を対象とし、例えば、 DNA、タン パク質、細胞等の解析 (反応'検出 '分離'搬送）；化学合成 (マイクロプラント）；等の 用途に好適に使用される。

Claims

請求の範囲
[1] 誘電性物質を含む試料に交流電圧により形成された電界を印加することにより上 記誘電性物質を誘電泳動させる誘電泳動チップであって、
上記誘電性物質を誘電泳動させる泳動レーンと、
上記泳動レーンと交差する複数の電極力 なり、上記泳動レーンに注入された試 料に電界を印加するために交流電圧を印加することで上記誘電性物質を誘電泳動 させる電極列とを備え、
上記泳動レーンは、上記泳動レーンと電極列とが重畳する領域の少なくとも一部に おける上記泳動レーンの上記電極列との対向面が透明であり、かつ、上記電極列は 、上記泳動レーンにおける透明な領域と重畳する部分の電極の少なくとも一部が透 明電極で形成されていることを特徴とする誘電泳動チップ。
[2] 上記電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領域と重畳する部分以外の部分に 金属電極を備えていることを特徴とする請求項 1記載の誘電泳動チップ。
[3] 上記電極列にぉ 、て上記泳動レーンにおける透明な領域と重畳する部分の電極
1S 透明電極力 なる部分と、金属電極が設けられている部分とを備えていることを 特徴とする請求項 1記載の誘電泳動チップ。
[4] 上記泳動レーンは、一つの基板上に複数設けられており、かつ、上記電極列にお ける各電極は、上記複数の泳動レーンに跨がって設けられて 、ることを特徴とする請 求項 1記載の誘電泳動チップ。
[5] 互いに隣り合う泳動レーン同士で、上記電極列の形状、電極幅、および電極間隔 のうち少なくとも一つの条件が異なっていることを特徴とする請求項 4記載の誘電泳 動チップ。
[6] 上記各泳動レーンは互いに離間して設けられ、上記各泳動レーン内と、各泳動レ ーン同士の間の領域とでは、上記電極列の形状、電極幅、および電極間隔のうち少 なくとも一つの条件が異なっていることを特徴とする請求項 4記載の誘電泳動チップ
[7] 上記泳動レーンは、一対の基板と、上記一対の基板間に設けられた泳動レーン壁 とで形成されており、 上記泳動レーン壁は、内部に、上記一対の基板間の間隔を保持するスぺーサを含 有していることを特徴とする請求項 1記載の誘電泳動チップ。
[8] 上記泳動レーンは、基板上に、上記泳動レーンに沿って泳動レーン壁が設けられ てなり、上記基板上における上記泳動レーン壁が形成されている領域の少なくとも一 部を除く領域に、上記電極列を覆う保護膜が設けられて ヽることを特徴とする請求項
1記載の誘電泳動チップ。
[9] 上記泳動レーンは、一対の基板と、上記一対の基板間に設けられた泳動レーン壁 とで形成されており、かつ、上記一対の基板間に、上記泳動レーンに上記試料を注 入するための注入口を有して 、ることを特徴とする請求項 1記載の誘電泳動チップ。
[10] 上記電極列における各電極の両端部に、各電極に各電極の両端から同一の電圧 を入力するための入力端子部を有していることを特徴とする請求項 1記載の誘電泳 動チップ。
[11] 上記電極列は、上記泳動レーンのレーン方向に各々電極が複数配設されてなる第 1の電極列と第 2の電極列とを備え、
上記泳動レーンは、上記泳動レーンと上記第 1の電極列および第 2の電極列とが 対向する領域の少なくとも一部における上記泳動レーンの上記各電極列との対向面 がそれぞれ透明であり、
上記第 1の電極列および第 2の電極列は、各々の電極列における電極間に各々交 流電圧による電界を形成することで上記泳動レーンに注入された試料に各々電界を 印加し、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極は、上記泳動レ ーンを介して互いに対向するとともに上記泳動レーンに交差して設けられており、力 つ、上記第 1の電極列および第 2の電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領域 と対向する部分の電極の少なくとも一部が透明電極で形成されていることを特徴とす る請求項 1記載の誘電泳動チップ。
[12] 上記第 1の電極列および第 2の電極列のうち少なくとも一方の電極列は、上記泳動 レーンにおける透明な領域と対向する部分以外の部分に金属電極を備えていること を特徴とする請求項 11記載の誘電泳動チップ。
[13] 上記第 1の電極列および第 2の電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領域と 対向する部分に、上記第 1の電極列および第 2の電極列における上記泳動レーンを 介して互いに対向する電極が、両方とも透明電極力 なる部分と、少なくとも一方に 金属電極が設けられて!/ヽる部分とを備えて ヽることを特徴とする請求項 11記載の誘 電泳動チップ。
[14] 上記第 1の電極列と第 2の電極列とは、両電極列と上記泳動レーンとが対向する領 域にぉ 、て同じ形状を有して 、ることを特徴とする請求項 11記載の誘電泳動チップ
[15] 誘電性物質を含む試料に交流電圧により形成された電界を印加することにより上 記誘電性物質を誘電泳動させる誘電泳動チップを備え、
上記誘電泳動チップは、
上記誘電性物質を誘電泳動させる泳動レーンと、
上記泳動レーンと交差する複数の電極力 なり、上記泳動レーンに注入された試 料に電界を印加するために交流電圧を印加することで上記誘電性物質を誘電泳動 させる電極列とを備え、
上記泳動レーンは、上記泳動レーンと電極列とが重畳する領域の少なくとも一部に おける上記泳動レーンの上記電極列との対向面が透明であり、かつ、上記電極列は 、上記泳動レーンにおける透明な領域と重畳する部分の電極の少なくとも一部が透 明電極で形成されて!ヽることを特徴とする誘電泳動装置。
[16] 上記電極列は、上記泳動レーンのレーン方向に各々電極が複数配設されてなる第 1の電極列と第 2の電極列とを備え、
上記泳動レーンは、上記泳動レーンと上記第 1の電極列および第 2の電極列とが 対向する領域の少なくとも一部における上記泳動レーンの上記各電極列との対向面 がそれぞれ透明であり、
上記第 1の電極列および第 2の電極列は、各々の電極列における電極間に各々交 流電圧による電界を形成することで上記泳動レーンに注入された試料に各々電界を 印加し、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極は、上記泳動レ ーンを介して互いに対向するとともに上記泳動レーンに交差して設けられており、力 つ、上記第 1の電極列および第 2の電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領域 と対向する部分の電極の少なくとも一部が透明電極で形成されており、かつ、 上記第 1の電極列および第 2の電極列に印加する電圧を制御する制御部を備え、 上記制御部は、上記第 1の電極列内および第 2の電極列内でそれぞれ互いに隣り 合う電極にはそれぞれ異なる位相の交流電圧を印加するとともに、上記泳動レーン を介して互いに対向する電極同士には同じ位相の交流電圧を印加することを特徴と する請求項 15記載の誘電泳動装置。
[17] 上記制御部は、上記第 1の電極列内および第 2の電極列内でそれぞれ互いに隣り 合う電極に対し、順次 πずつ位相がずれるように交流電圧を印加することを特徴とす る請求項 16記載の誘電泳動装置。
[18] 上記制御部は、上記第 1の電極列内および第 2の電極列内でそれぞれ互いに隣り 合う電極に対し、順次 π Ζ2ずつ位相がずれるように交流電圧を印加することを特徴 とする請求項 16記載の誘電泳動装置。
[19] 上記電極列は、上記泳動レーンのレーン方向に各々電極が複数配設されてなる第 1の電極列と第 2の電極列とを備え、
上記泳動レーンは、上記泳動レーンと上記第 1の電極列および第 2の電極列とが 対向する領域の少なくとも一部における上記泳動レーンの上記各電極列との対向面 がそれぞれ透明であり、
上記第 1の電極列および第 2の電極列は、各々の電極列における電極間に各々交 流電圧による電界を形成することで上記泳動レーンに注入された試料に各々電界を 印加し、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極は、上記泳動レ ーンを介して互いに対向するとともに上記泳動レーンに交差して設けられており、力 つ、上記第 1の電極列および第 2の電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領域 と対向する部分の電極の少なくとも一部が透明電極で形成されており、かつ、 上記第 1の電極列および第 2の電極列に印加する電圧を制御する制御部を備え、 上記制御部は、上記第 1の電極列内および第 2の電極列内でそれぞれ互いに隣り 合う電極にそれぞれ異なる位相の交流電圧を印加するとともに、上記泳動レーンを 介して互いに対向する電極同士にそれぞれ異なる位相の交流電圧を印加することを 特徴とする請求項 15記載の誘電泳動装置。
[20] 上記制御部は、上記第 1の電極列内の X番目の電極を Ax、 x+n番目の電極を Ax +n (xおよび nは 1以上の整数）とし、上記泳動レーンを介して上記各電極 Ax、 Ax+ nに対向する位置に配置された上記第 2の電極列内の各電極をそれぞれ Bx、 Bx+ nとし、上記 Axの表面と Bxの表面との間の距離を Vとし、 Axの中心と Ax+nの中心 との間の距離を Hとすると、上記 nが HZV≤5を満足するとともに、上記 Axに対する Ax+nの位相差および Bxの位相差がともに πとなり、上記 Axに対する Βχ+ηの位 相差が 0となるように交流電圧を印加することを特徴とする請求項 19記載の誘電泳 動装置。
[21] 上記制御部は、上記第 1の電極列内の X番目の電極を Αχ、 x+n番目の電極を Ax
+n (xおよび nは 1以上の整数）とし、上記泳動レーンを介して上記各電極 Ax、 Ax+ nに対向する位置に配置された上記第 2の電極列内の各電極をそれぞれ Bx、 Bx+ nとし、上記 Axの表面と Bxの表面との間の距離を Vとし、 Axの中心と Ax+nの中心 との間の距離を Hとすると、上記 nが HZV≤5を満足するとともに、上記 Axに対する 上記 Ax+nおよび Bxの何れか一方の電極の位相差が π Ζ2、他方の電極の位相 差が 3 π Ζ2であり、上記 Axに対する Βχ + ηの位相差が πとなるように交流電圧を印 加することを特徴とする請求項 19記載の誘電泳動装置。
[22] 上記制御部は、上記第 1の電極列および第 2の電極列において交流電圧を印加す る対象電極を、 Ax、 Ax+n, Bx、 Bx+nの 4つの電極の組み合わせからなる 1ュ-ッ トの Xが 1ずつ大きくなるように順次移動させることを特徴とする請求項 20または 21記 載の誘電泳動装置。
[23] 誘電性物質を含む試料に交流電圧により形成された電界を印加することにより上 記誘電性物質を誘電泳動させる誘電泳動チップを備え、
上記誘電泳動チップは、
上記誘電性物質を誘電泳動させる泳動レーンと、
上記泳動レーンと交差する複数の電極力 なり、上記泳動レーンに注入された試 料に電界を印加するために交流電圧を印加することで上記誘電性物質を誘電泳動 させる電極列とを備え、
上記泳動レーンは、上記泳動レーンと電極列とが重畳する領域の少なくとも一部に おける上記泳動レーンの上記電極列との対向面が透明であり、かつ、上記電極列は 、上記泳動レーンにおける透明な領域と重畳する部分の電極の少なくとも一部が透 明電極で形成されていることを特徴とする誘電泳動システム。
[24] 上記電極列は、上記泳動レーンのレーン方向に各々電極が複数配設されてなる第 1の電極列と第 2の電極列とを備え、
上記泳動レーンは、上記泳動レーンと上記第 1の電極列および第 2の電極列とが 対向する領域の少なくとも一部における上記泳動レーンの上記各電極列との対向面 がそれぞれ透明であり、
上記第 1の電極列および第 2の電極列は、各々の電極列における電極間に各々交 流電圧による電界を形成することで上記泳動レーンに注入された試料に各々電界を 印加し、上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極は、上記泳動レ ーンを介して互いに対向するとともに上記泳動レーンに交差して設けられており、力 つ、上記第 1の電極列および第 2の電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領域 と対向する部分の電極の少なくとも一部が透明電極で形成されていることを特徴とす る請求項 23記載の誘電泳動システム。
[25] 誘電性物質を含む試料に交流電圧により形成された電界を印加することにより上 記誘電性物質を誘電泳動させる誘電泳動チップであって、
上記誘電性物質を誘電泳動させる泳動レーンと、
上記泳動レーンのレーン方向に各々電極が複数配設されてなる第 1の電極列およ び第 2の電極列とを備え、
上記第 1の電極列および第 2の電極列は、各々の電極列における電極間に各々交 流電圧による電界を形成することで上記泳動レーンに注入された試料に各々電界を 印加するとともに、
上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極は、上記泳動レーンを 介して互!、に対向して設けられて!/、ることを特徴とする誘電泳動チップ。
[26] 上記第 1の電極列と第 2の電極列とは、両電極列と上記泳動レーンとが対向する領 域にお!ヽて同じ形状を有して！/ヽることを特徴とする請求項 25記載の誘電泳動チップ
[27] 上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極は、上記泳動レーンに 交差して設けられているとともに、
上記泳動レーンは、上記泳動レーンと上記第 1の電極列および第 2の電極列とが 対向する領域の少なくとも一部における上記泳動レーンの上記各電極列との対向面 がそれぞれ透明であり、かつ、上記第 1の電極列および第 2の電極列のうち少なくとも 一方の電極列における、上記泳動レーンにおける透明な領域と対向する部分の電 極の少なくとも一部が透明電極で形成されていることを特徴とする請求項 25記載の 誘電泳動チップ。
[28] 上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極は、上記泳動レーンに 交差して設けられているとともに、
上記泳動レーンは、上記泳動レーンと上記第 1の電極列および第 2の電極列とが 対向する領域の少なくとも一部における上記各電極列との対向面の少なくとも一方が 透明であり、かつ、上記第 1の電極列および第 2の電極列のうち上記泳動レーンにお ける透明な領域と対向する電極列は、上記泳動レーンにおける透明な領域と対向す る部分の電極の少なくとも一部が透明電極で形成されていることを特徴とする請求項 25記載の誘電泳動チップ。
[29] 誘電性物質を含む試料に交流電圧により形成された電界を印加することにより上 記誘電性物質を誘電泳動させる誘電泳動チップを備え、
上記誘電泳動チップは、
上記誘電性物質を誘電泳動させる泳動レーンと、
上記泳動レーンのレーン方向に各々電極が複数配設されてなる第 1の電極列およ び第 2の電極列とを備え、
上記第 1の電極列および第 2の電極列は、各々の電極列における電極間に各々交 流電圧による電界を形成することで上記泳動レーンに注入された試料に各々電界を 印加するとともに、
上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極は、上記泳動レーンを 介して互!ヽに対向して設けられて!/、ることを特徴とする誘電泳動装置。
[30] 上記第 1の電極列および第 2の電極列に印加する電圧を制御する制御部を備え、 上記制御部は、上記第 1の電極列内および第 2の電極列内でそれぞれ互いに隣り 合う電極にはそれぞれ異なる位相の交流電圧を印加するとともに、上記泳動レーン を介して互いに対向する電極同士には同じ位相の交流電圧を印加することを特徴と する請求項 29記載の誘電泳動装置。
[31] 上記制御部は、上記第 1の電極列内および第 2の電極列内でそれぞれ互いに隣り 合う電極に対し、順次 πずつ位相がずれるように交流電圧を印加することを特徴とす る請求項 30記載の誘電泳動装置。
[32] 上記制御部は、上記第 1の電極列内および第 2の電極列内でそれぞれ互いに隣り 合う電極に対し、順次 π Ζ2ずつ位相がずれるように交流電圧を印加することを特徴 とする請求項 30記載の誘電泳動装置。
[33] 上記第 1の電極列および第 2の電極列に印加する電圧を制御する制御部を備え、 上記制御部は、上記第 1の電極列内および第 2の電極列内でそれぞれ互いに隣り 合う電極にそれぞれ異なる位相の交流電圧を印加するとともに、上記泳動レーンを 介して互いに対向する電極同士にそれぞれ異なる位相の交流電圧を印加することを 特徴とする請求項 29記載の誘電泳動装置。
[34] 上記制御部は、上記第 1の電極列内の X番目の電極を Αχ、 χ+η番目の電極を Ax
+n (xおよび nは 1以上の整数）とし、上記泳動レーンを介して上記各電極 Ax、 Ax+ nに対向する位置に配置された上記第 2の電極列内の各電極をそれぞれ Bx、 Bx+ nとし、上記 Axの表面と Bxの表面との間の距離を Vとし、 Axの中心と Ax+nの中心 との間の距離を Hとすると、上記 nが HZV≤5を満足するとともに、上記 Axに対する Ax+nの位相差および Bxの位相差がともに πとなり、上記 Axに対する Βχ+ηの位 相差が 0となるように交流電圧を印加することを特徴とする請求項 33記載の誘電泳 動装置。
[35] 上記制御部は、上記第 1の電極列内の X番目の電極を Αχ、 χ+η番目の電極を Ax
+n (xおよび nは 1以上の整数）とし、上記泳動レーンを介して上記各電極 Ax、 Ax+ nに対向する位置に配置された上記第 2の電極列内の各電極をそれぞれ Bx、 Bx+ nとし、上記 Axの表面と Bxの表面との間の距離を Vとし、 Axの中心と Ax+nの中心 との間の距離を Hとすると、上記 nが HZV≤5を満足するとともに、上記 Axに対する 上記 Ax+nおよび Bxの何れか一方の電極の位相差が π /2、他方の電極の位相 差が 3 π Ζ2であり、上記 Axに対する Βχ + ηの位相差が πとなるように交流電圧を印 加することを特徴とする請求項 33記載の誘電泳動装置。
[36] 上記制御部は、上記第 1の電極列および第 2の電極列において交流電圧を印加す る対象電極を、 Ax、 Ax+n, Bx、 Bx+nの 4つの電極の組み合わせからなる 1ュ-ッ トの Xが 1ずつ大きくなるように順次移動させることを特徴とする請求項 34または 35記 載の誘電泳動装置。
[37] 誘電性物質を含む試料に交流電圧により形成された電界を印加することにより上 記誘電性物質を誘電泳動させる誘電泳動チップを備え、
上記誘電泳動チップは、
上記誘電性物質を誘電泳動させる泳動レーンと、
上記泳動レーンのレーン方向に各々電極が複数配設されてなる第 1の電極列およ び第 2の電極列とを備え、
上記第 1の電極列および第 2の電極列は、各々の電極列における電極間に各々交 流電圧による電界を形成することで上記泳動レーンに注入された試料に各々電界を 印加するとともに、
上記第 1の電極列および第 2の電極列における各々の電極は、上記泳動レーンを 介して互!、に対向して設けられて ヽることを特徴とする誘電泳動システム。
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