JP2011000079A - Method for operating particle and micro fluid device - Google Patents
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Abstract
【課題】穏やかな条件で確実に粒子を操作する方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る方法は、各々が電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極を有する複数のマイクロチャンバーに操作の対象とする粒子を捕捉し(S1)、前記複数のマイクロチャンバーのうち一部のマイクロチャンバーの前記電極に選択的に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ(S2)、前記泡の発生に伴い作動するアクチュエーターによって、前記一部のマイクロチャンバーから選択的に前記粒子を押し出す(S3)方法である。
【選択図】図1A method for reliably manipulating particles under mild conditions is provided.
In the method according to the present invention, particles to be operated are captured in a plurality of microchambers each having at least one of an electrolysis anode and cathode (S1), and the plurality of micros By selectively applying a voltage to the electrodes of some of the microchambers in the chamber, water is electrolyzed to generate bubbles (S2), and the actuators that operate as the bubbles are generated are used to generate the bubbles. In this method, the particles are selectively extruded from the microchamber (S3).
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、粒子を操作する方法及びマイクロ流体装置に関し、特に、電気分解による泡の発生を利用して粒子を操作する方法及び装置に関する。 The present invention relates to a method for manipulating particles and a microfluidic device, and more particularly to a method and device for manipulating particles using the generation of bubbles by electrolysis.
大量の細胞を高速にアレイ化し高感度で解析するマイクロ流体システムは、医療診断や新薬開発等の産業応用に加え、基礎科学の分野でも重要な解析ツールとしての役割を発揮してきた。 Microfluidic systems that analyze a large number of cells at high speed and analyze them with high sensitivity have played an important role as analytical tools in the field of basic science in addition to industrial applications such as medical diagnosis and new drug development.
そして、さらに発展したマイクロ流体システムとして、例えば、アレイ化された大量の細胞を解析した後、特異的な反応を示した細胞の遺伝子やタンパク質を詳細に解析するために、当該大量の細胞のうちから特定の細胞を選択的に取り出す機能を備えたシステムの開発が望まれている。 As a further developed microfluidic system, for example, after analyzing a large number of arrayed cells, in order to analyze in detail the genes and proteins of the cells that showed a specific reaction, Development of a system having a function of selectively extracting specific cells from the cell is desired.
そこで、従来、例えば、非特許文献1において、アルミニウムパッチが配置された複数のマイクロチャンバーの各々にマイクロビーズを1つずつ捕捉し、特定のマイクロチャンバーのアルミニウムパッチにレーザーを照射して溶液を局所的に沸騰させることにより泡を発生させ、当該特定のマイクロチャンバーから選択的にマイクロビーズを解放する技術が提案されている。 Therefore, conventionally, for example, in Non-Patent Document 1, one microbead is captured in each of a plurality of microchambers in which aluminum patches are arranged, and the aluminum patch in a specific microchamber is irradiated with a laser to locally distribute the solution. A technique has been proposed in which bubbles are generated by boiling and the microbeads are selectively released from the specific microchamber.
また、例えば、非特許文献2において、電気泳動力によってマイクロビーズや細胞をマイクロウェルから取り出す技術が提案されている。 For example, Non-Patent Document 2 proposes a technique for taking out microbeads and cells from a microwell by electrophoretic force.
しかしながら、上記非特許文献1に記載の技術においては、例えば、(1)溶液を部分的に沸騰させるため細胞を傷つけてしまう可能性がある、(2)レーザーを発生させる装置が高価である、(3)標的とするマイクロチャンバーに正確にレーザーを照射するために高い技術力を要する、といった問題があった。 However, in the technique described in Non-Patent Document 1, for example, (1) there is a possibility of damaging cells because the solution is partially boiled, (2) an apparatus for generating a laser is expensive, (3) There is a problem that high technical skill is required to accurately irradiate the target microchamber with the laser.
また、上記非特許文献2に記載の技術においては、電気泳動力が小さいため、例えば、受精卵等の比較的大きな細胞を確実に操ることができないといった問題があった。 Further, the technique described in Non-Patent Document 2 has a problem in that relatively large cells such as a fertilized egg cannot be reliably manipulated because the electrophoretic force is small.
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、穏やかな条件で確実に粒子を操作する方法及びマイクロ流体装置を提供することをその目的の一つとする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a method and a microfluidic device for reliably manipulating particles under mild conditions.
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る方法は、各々が電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極を有する複数のマイクロチャンバーに操作の対象とする粒子を捕捉し、前記複数のマイクロチャンバーのうち一部のマイクロチャンバーの前記電極に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ、前記泡の発生に伴い作動するアクチュエーターによって、前記一部のマイクロチャンバーから選択的に前記粒子を押し出すことを特徴とする。本発明によれば、穏やかな条件で確実に粒子を操作する方法を提供することができる。 A method according to an embodiment of the present invention for solving the above problem is to capture particles to be manipulated in a plurality of microchambers each having at least one of an electrode for electrolysis and a cathode, and By applying a voltage to the electrodes of some of the plurality of microchambers, water is electrolyzed to generate bubbles, and an actuator that operates along with the generation of the bubbles causes the some microchambers And selectively extruding the particles. According to the present invention, it is possible to provide a method for reliably manipulating particles under mild conditions.
また、前記アクチュエーターは、浮遊する前記泡又は前記泡の発生に伴い流動する前記マイクロチャンバー内の液体であることとしてもよい。また、前記アクチュエーターは、前記マイクロチャンバーにおいて前記電極と前記粒子との間に設けられ前記泡の発生に伴い前記粒子を押し出すように変形する伸縮性の膜であることとしてもよい。 Moreover, the said actuator is good also as being the liquid in the said micro chamber which flows with the generation | occurrence | production of the said bubble which floats, or the said bubble. The actuator may be a stretchable film that is provided between the electrode and the particle in the micro chamber and deforms so as to push out the particle as the bubble is generated.
また、前記粒子は細胞であり、前記複数のマイクロチャンバーの各々に前記細胞を1つずつ捕捉して培養し、前記複数のマイクロチャンバーで培養された複数の前記細胞のうち一部を回収すべき細胞として決定し、前記複数のマイクロチャンバーのうち前記回収すべき細胞が捕捉されている一部のマイクロチャンバーの前記電極に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ、前記泡の発生に伴い作動する前記アクチュエーターによって、前記一部のマイクロチャンバーから選択的に前記細胞を押し出すこととしてもよい。この場合、前記細胞は受精卵であり、前記一部のマイクロチャンバーから選択的に押し出された前記受精卵を生きた状態で回収することとしてもよい。 The particles are cells, and the cells should be captured and cultured in each of the plurality of microchambers, and a part of the plurality of cells cultured in the plurality of microchambers should be collected. A cell is determined, and by applying a voltage to the electrodes of a part of the plurality of microchambers in which the cells to be collected are captured, water is electrolyzed to generate bubbles, and the bubbles are generated. The cells may be selectively pushed out from the partial microchambers by the actuator that operates in accordance with the occurrence of In this case, the cell is a fertilized egg, and the fertilized egg selectively pushed out from the partial microchamber may be recovered in a live state.
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置は、粒子を捕捉するための複数のマイクロチャンバーと、前記複数のマイクロチャンバーが開口する共通流路と、を備えたマイクロ流体装置であって、前記複数のマイクロチャンバーの各々には、電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極が配置されていることを特徴とする。本発明によれば、穏やかな条件で確実に粒子を操作することのできるマイクロ流体装置を提供することができる。 A microfluidic device according to an embodiment of the present invention for solving the above-described problem includes a microfluidic device including a plurality of microchambers for capturing particles and a common channel in which the plurality of microchambers are open. The apparatus is characterized in that at least one of an anode for electrolysis and a cathode is disposed in each of the plurality of micro chambers. According to the present invention, it is possible to provide a microfluidic device that can reliably manipulate particles under mild conditions.
また、前記複数のマイクロチャンバーが設けられた第一部材と、前記第一部材に積層された第二部材と、を備え、前記複数のマイクロチャンバーの各々には、前記陽極及び陰極のうち一方の電極が配置され、前記第二部材には、前記陽極及び陰極のうち他方の電極が配置されていることとしてもよい。また、前記複数のマイクロチャンバーの各々には、前記陽極及び陰極の両方の電極が配置されていることとしてもよい。 A first member provided with the plurality of micro-chambers; and a second member laminated on the first member. Each of the plurality of micro-chambers includes one of the anode and the cathode. An electrode may be disposed, and the other electrode of the anode and the cathode may be disposed on the second member. Further, both of the anode and the cathode may be disposed in each of the plurality of micro chambers.
また、前記複数のマイクロチャンバーの各々は、前記共通流路に開口し前記粒子が収容される収容室と、前記収容室に連通して設けられ前記電極が配置された電気分解室と、を有することとしてもよい。また、前記複数のマイクロチャンバーの各々は、前記共通流路に開口し前記粒子が収容される収容室と、前記電極が配置された電気分解室と、前記収容室と前記電気分解室との間に設けられ前記電気分解室における水の電気分解による泡の発生に伴って前記粒子を前記収容室から押し出すように変形する伸縮性の膜と、を有することとしてもよい。 Each of the plurality of microchambers includes a storage chamber that opens to the common flow path and stores the particles, and an electrolysis chamber that is provided in communication with the storage chamber and in which the electrode is disposed. It is good as well. Each of the plurality of microchambers includes a storage chamber that opens in the common flow path and stores the particles, an electrolysis chamber in which the electrodes are disposed, and a space between the storage chamber and the electrolysis chamber. And a stretchable film that is deformed so as to extrude the particles from the storage chamber as bubbles are generated by electrolysis of water in the electrolysis chamber.
本発明によれば、穏やかな条件で確実に粒子を操作する方法及びマイクロ流体装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a method and a microfluidic device for reliably manipulating particles under mild conditions.
以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明は、本実施形態に限られるものではない。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described. Note that the present invention is not limited to this embodiment.
まず、本実施形態に係る方法(以下、「本方法」という。)について説明する。図1は、本方法に含まれる主な工程を示す説明図である。 First, a method according to the present embodiment (hereinafter referred to as “the present method”) will be described. FIG. 1 is an explanatory view showing main steps included in the present method.
図1に示すように、本方法においては、各々が電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極を有する複数のマイクロチャンバーに操作の対象とする粒子を捕捉し(工程S1)、当該複数のマイクロチャンバーのうち一部のマイクロチャンバーの当該電極に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ(工程S2)、当該泡の発生に伴い作動するアクチュエーターによって、当該一部のマイクロチャンバーから選択的に当該粒子を押し出す(工程S3)。 As shown in FIG. 1, in this method, particles to be manipulated are captured in a plurality of microchambers each having at least one of an anode for electrolysis and a cathode (step S1). By applying a voltage to the electrodes of some of the microchambers, water is electrolyzed to generate bubbles (step S2), and the actuators that operate as the bubbles are generated are used to generate the bubbles. The particles are selectively extruded from the microchamber (step S3).
すなわち、第一の工程S1では、まず、電気分解用の電極を有する複数のマイクロチャンバーを準備する。このマイクロチャンバーについては、後に詳しく説明するが、複数のマイクロチャンバーの各々は、互いに独立に電圧を印加することのできる電気分解用の電極を有している。 That is, in the first step S1, first, a plurality of microchambers having electrodes for electrolysis are prepared. The microchamber will be described in detail later, but each of the plurality of microchambers has an electrode for electrolysis capable of applying a voltage independently of each other.
次いで、各マイクロチャンバーに操作の対象とする粒子(以下、「対象粒子」という。)を入れる。ここで、対象粒子は、液体の流れに乗せて運搬できる粒子であれば特に限られず、例えば、細胞やマイクロビーズを用いることができる。 Next, particles to be operated (hereinafter referred to as “target particles”) are placed in each microchamber. Here, the target particle is not particularly limited as long as it is a particle that can be carried on a liquid flow, and for example, a cell or a microbead can be used.
細胞の種類は特に限られず、例えば、ヒト又はヒト以外の動物の細胞を好ましく用いることができる。より具体的には、例えば、ヒト又はヒト以外の動物に由来する様々な分化細胞や未分化細胞(幹細胞、ES細胞、iPS細胞等)、また、受精卵を用いることもできる。細胞としては、単一の細胞を用いることができ、また、複数の細胞が集合して形成された細胞組織体を用いることもできる。 The kind of cell is not particularly limited, and for example, a human or non-human animal cell can be preferably used. More specifically, for example, various differentiated cells and undifferentiated cells (stem cells, ES cells, iPS cells, etc.) derived from humans or non-human animals, and fertilized eggs can also be used. As the cell, a single cell can be used, and a cell tissue formed by assembling a plurality of cells can also be used.
マイクロビーズとしては、例えば、樹脂ビーズやゲルビーズを用いることができる。また、細胞や細胞組織体をゲルで被覆して形成されたマイクロカプセルを用いることもできる。なお、対象粒子としては、これら細胞やマイクロビーズ等の球状体を好ましく用いることができるが、その形状は球状に限られない。 As the microbeads, for example, resin beads or gel beads can be used. In addition, microcapsules formed by coating cells or cell tissues with a gel can also be used. In addition, although spherical bodies, such as these cells and a microbead, can be used preferably as object particle | grains, the shape is not restricted to spherical shape.
対象粒子のサイズは、液体中で浮遊させてマイクロチャンバーから押し出すことのできる範囲であれば特に限られないが、対象粒子が球状体である場合には、その直径は、例えば、1μm以上とすることができ、好ましくは数十〜数百μmの範囲とすることができる。 The size of the target particle is not particularly limited as long as it is in a range that can be suspended in a liquid and extruded from the microchamber, but when the target particle is a spherical body, its diameter is, for example, 1 μm or more. And preferably in the range of several tens to several hundreds of μm.
続く第二の工程S2では、対象粒子が捕捉された複数のマイクロチャンバーのうち、一部のマイクロチャンバーの電極に選択的に電圧を印加し、当該一部のマイクロチャンバーで水の電気分解を行って泡を発生させる。 In the subsequent second step S2, a voltage is selectively applied to the electrodes of some of the microchambers in which the target particles are captured, and water is electrolyzed in the some of the microchambers. To generate bubbles.
すなわち、選択された一部のマイクロチャンバーが有する電極のみを電源に接続して通電することによって、当該一部のマイクロチャンバーで当該電極から泡を発生させる。なお、水の電気分解によって、陰極では水素ガスが発生し、陽極では酸素ガスが発生する。 In other words, bubbles are generated from the electrodes in the partial microchambers by connecting only the electrodes of the selected partial microchambers to the power source and energizing them. Note that hydrogen gas is generated at the cathode and oxygen gas is generated at the anode by electrolysis of water.
印加する電圧の大きさは、水を電気分解して泡を発生させることのできる範囲であれば特に限られないが、対象粒子として細胞を用いる場合には、当該細胞の生存を適切に維持できる比較的小さな範囲とすることが好ましい。 The magnitude of the voltage to be applied is not particularly limited as long as water can be electrolyzed to generate bubbles, but when cells are used as target particles, the survival of the cells can be appropriately maintained. A relatively small range is preferable.
具体的には、例えば、3〜10Vの範囲とすることができ、4〜6Vの範囲とすることが好ましい。ただし、印加すべき電圧の大きさは、これに限られず、本方法で用いるマイクロ流体装置の構造や電気分解の対象となる水溶液の組成等の条件に応じて適宜設定することができる。 Specifically, for example, it can be in the range of 3 to 10 V, and is preferably in the range of 4 to 6 V. However, the magnitude of the voltage to be applied is not limited to this, and can be appropriately set according to conditions such as the structure of the microfluidic device used in the present method and the composition of the aqueous solution to be electrolyzed.
第三の工程S3では、泡の発生に伴い作動するアクチュエーターによって、一部のマイクロチャンバーから選択的に対象粒子を解放する。このアクチュエーターについては、後に詳しく説明するが、当該アクチュエータは、例えば、電気分解により発生した浮遊する泡又は当該泡の発生に伴い流動するマイクロチャンバー内の液体とすることができる。 In the third step S3, the target particles are selectively released from some of the microchambers by an actuator that operates in association with the generation of bubbles. The actuator will be described in detail later. For example, the actuator can be a floating bubble generated by electrolysis or a liquid in a microchamber that flows along with the generation of the bubble.
すなわち、本方法においては、例えば、マイクロチャンバーで発生し浮遊する泡をアクチュエータとして利用することで、当該泡によって当該マイクロチャンバーから対象粒子を押し出すことができる。また、本方法においては、例えば、マイクロチャンバーで泡の発生に伴い流動する液体をアクチュエーターとして利用することで、当該液体の流れに乗せて当該マイクロチャンバーから対象粒子を押し出すことができる。 That is, in this method, for example, by using bubbles generated and floating in the micro chamber as an actuator, the target particles can be pushed out of the micro chamber by the bubbles. In the present method, for example, by using a liquid that flows as bubbles are generated in the microchamber as an actuator, the target particles can be pushed out of the microchamber by being put on the flow of the liquid.
また、本方法におけるアクチュエーターは、例えば、マイクロチャンバーにおいて電極と対象粒子との間に設けられ泡の発生に伴い当該対象粒子を押し出すように変形する伸縮性の膜とすることもできる。この膜についても後に詳しく説明するが、本方法においては、泡の発生に伴う圧力によってマイクロチャンバーから対象粒子を押し出すように変形する膜をアクチュエーターとして利用することもできる。 In addition, the actuator in the present method may be, for example, a stretchable film that is provided between the electrode and the target particle in the microchamber and deforms so as to push out the target particle as bubbles are generated. Although this membrane will be described in detail later, in this method, a membrane that is deformed so as to push out the target particles from the microchamber by the pressure accompanying the generation of bubbles can also be used as an actuator.
このような本方法によれば、複数のマイクロチャンバーのうち特定のマイクロチャンバーからの選択的な対象粒子の解放を、穏やかな条件で確実に実現することができる。 According to such a method, selective release of target particles from a specific microchamber among a plurality of microchambers can be reliably realized under mild conditions.
すなわち本方法は、電気分解による泡の発生を利用するため、例えば、(1)発生する熱が極めて小さく対象粒子(特に細胞)に対するダメージが小さい、(2)レーザー照射装置等の特殊な装置を必要としないため汎用性が高い、(3)汎用的なエレクトロニクス技術を用いて電極の配置及び配線をすることで狙ったマイクロチャンバーにのみ簡便に且つ確実に泡を発生させることができる、といった利点を有する。 That is, since this method uses the generation of bubbles by electrolysis, for example, (1) the generated heat is very small and the damage to the target particles (particularly cells) is small, and (2) a special apparatus such as a laser irradiation apparatus Highly versatile because it is not necessary, (3) The advantage that bubbles can be generated easily and reliably only in the targeted micro-chamber by arranging and wiring electrodes using general-purpose electronics technology Have
また、本方法は、泡の発生に伴う圧力を利用するため、電気泳動力では操ることのできないような対象粒子であっても確実に操作することができるといった利点も有する。 Moreover, since this method uses the pressure accompanying generation | occurrence | production of a bubble, even if it is a target particle which cannot be manipulated with an electrophoretic force, it also has the advantage that it can be manipulated reliably.
したがって、本方法においては、例えば、哺乳動物の受精卵のように、比較的大きく、且つ環境の条件に敏感でダメージを受けやすい細胞を無傷のまま効率よく且つ確実に操作することができる。 Therefore, in this method, for example, a relatively large cell that is sensitive to environmental conditions and susceptible to damage, such as a fertilized egg of a mammal, can be efficiently and reliably operated intact.
具体的に、例えば、畜産分野においては、和牛の受精卵をホルスタインの胎内に入れて、当該ホルスタインに和牛を産ませるといった畜産技術の開発が進められている。この場合、受精卵は胚盤胞を形成するまで生体外で培養し、その後、胚盤胞となった受精卵を母胎の子宮に移植することになる。 Specifically, for example, in the field of livestock, the development of livestock techniques is being promoted in which fertilized eggs of Japanese beef are placed in Holstein womb and the Holsteins are born. In this case, the fertilized egg is cultured in vitro until a blastocyst is formed, and then the fertilized egg that has become a blastocyst is transplanted into the womb of the mother's womb.
また、通常、複数の受精卵を準備して培養し、胚盤胞を形成した複数の受精卵のうち、移植に適した良好な状態のものを選択的に回収し、実際の移植に用いる。受精卵が移植に適した良好な状態であるか否かは、顕微鏡下の観察において、その大きさや形状によって目視で判別することができる。一方、受精卵は環境条件に敏感でありダメージを受けやすいため、その選択的な回収は穏やかな条件下で行う必要がある。 In general, a plurality of fertilized eggs are prepared and cultured, and among the plurality of fertilized eggs that have formed blastocysts, those in good condition suitable for transplantation are selectively collected and used for actual transplantation. Whether or not a fertilized egg is in a good state suitable for transplantation can be determined visually by its size and shape in observation under a microscope. On the other hand, fertilized eggs are sensitive to environmental conditions and susceptible to damage, and therefore selective recovery must be performed under mild conditions.
そこで、上述のような利点を有する本方法によれば、複数のマイクロチャンバーの各々で受精卵を胚盤胞となるまで培養し、その後、胚盤胞を形成した複数の受精卵のうち移植に適していると判断された特定の受精卵を選択的に良好な状態のまま回収することが可能となる。 Therefore, according to the present method having the advantages as described above, a fertilized egg is cultured in each of a plurality of microchambers until becoming a blastocyst, and then transplanted among a plurality of fertilized eggs that have formed a blastocyst. A specific fertilized egg determined to be suitable can be selectively recovered in a good state.
すなわち、この場合、本方法においては、複数のマイクロチャンバーの各々に受精卵を1つずつ捕捉して培養し(工程S1)、当該複数のマイクロチャンバーで培養された複数の当該受精卵のうち一部を回収すべき受精卵として決定し、当該複数のマイクロチャンバーのうち当該回収すべき受精卵が捕捉されている一部のマイクロチャンバーの電極に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ(工程S2)、当該泡の発生に伴い作動するアクチュエーターによって、当該一部のマイクロチャンバーから選択的に当該受精卵を押し出し、押し出された当該受精卵を生きた状態で回収する(工程S3)。 That is, in this case, in this method, one fertilized egg is captured and cultured in each of the plurality of microchambers (step S1), and one of the plurality of fertilized eggs cultured in the plurality of microchambers. The portion is determined as a fertilized egg to be recovered, and water is electrolyzed by applying voltage to the electrodes of some of the microchambers in which the fertilized eggs to be recovered are captured. (Step S2), the actuator that operates in association with the generation of the bubble selectively pushes out the fertilized egg from the partial microchamber, and collects the extruded fertilized egg in a live state (step) S3).
具体的に、第一の工程S1においては、複数の受精卵と、複数のマイクロチャンバーと、を準備し、当該複数のマイクロチャンバーの各々に当該受精卵を1つずつ入れて培養する。この培養によって、各受精卵から胚盤胞を形成させる。 Specifically, in the first step S1, a plurality of fertilized eggs and a plurality of microchambers are prepared, and the fertilized eggs are put into each of the plurality of microchambers and cultured. By this culture, blastocysts are formed from each fertilized egg.
第二の工程S2においては、まず、各マイクロチャンバーで胚盤胞を形成した受精卵の形態を観察し、当該観察の結果に基づいて、複数の受精卵のうち回収すべき受精卵を決定する。 In the second step S2, first, the form of a fertilized egg in which a blastocyst is formed in each microchamber is observed, and a fertilized egg to be recovered is determined from a plurality of fertilized eggs based on the result of the observation. .
次いで、この回収すべき受精卵が培養されている特定のマイクロチャンバーの電極に選択的に電圧を印加することにより、当該特定のマイクロチャンバーで電気分解を行い、泡を発生させる。 Next, by selectively applying a voltage to an electrode of a specific microchamber in which the fertilized egg to be collected is cultured, electrolysis is performed in the specific microchamber to generate bubbles.
そして、第三の工程S3においては、電気分解により発生し浮遊する泡又は当該泡の発生に伴う特定のマイクロチャンバー内の培養液の流れによって、当該特定のマイクロチャンバーから標的の受精卵を選択的に解放する。その後、解放された受精卵を回収して移植に用いる。 Then, in the third step S3, the target fertilized egg is selectively selected from the specific microchamber by the flow of bubbles generated by electrolysis or the culture solution in the specific microchamber accompanying the generation of the bubbles. To release. Thereafter, the released fertilized eggs are collected and used for transplantation.
このように、本方法によれば、マイクロチャンバーを用いて大量の和牛の受精卵をアレイ化して培養した後、当該大量の受精卵のうち活性の高い受精卵のみを無傷で選択的に回収することができる。 As described above, according to the present method, after fertilized eggs of a large amount of Japanese beef are arrayed and cultured using a microchamber, only highly fertilized eggs of the large amount of fertilized eggs are selectively recovered intact. be able to.
すなわち、大量の受精卵から好ましい受精卵のみを選択的に且つ高速で回収するというマイクロ流体システムを実現することができる。このようなマイクロ流体システムにおいては、受精卵の培養や選択的な回収を自動化することも可能である。なお、このような本方法においては、受精卵に代えて、上述したような任意の1種類又は2種類以上の細胞を用いることもできる。すなわち、細胞としては、単一の細胞を用いることができ、また、複数の細胞が集合して形成された細胞組織体(細胞塊)を用いることもできる。また、単一の細胞又は細胞組織体を内包するマイクロカプセルを用いることもできる。また、受精卵も含め、対象粒子として細胞を用いる場合には、マイクロチャンバーから押し出された細胞を回収することができるが、当該細胞は必ずしも生きた状態で回収される必要はない。生きた状態で回収されないとしても、細胞の遺伝子やタンパク質の発現等の特性を解析することは可能である。 That is, it is possible to realize a microfluidic system that selectively collects only preferred fertilized eggs from a large amount of fertilized eggs at high speed. In such a microfluidic system, it is also possible to automate the culture and selective recovery of fertilized eggs. In this method, any one kind or two or more kinds of cells as described above can be used instead of a fertilized egg. In other words, a single cell can be used as the cell, and a cell tissue (cell mass) formed by aggregating a plurality of cells can also be used. In addition, a microcapsule that encloses a single cell or cell tissue can also be used. In addition, when cells are used as target particles including fertilized eggs, cells pushed out from the microchamber can be collected, but the cells do not necessarily need to be collected in a living state. Even if it is not recovered in a living state, it is possible to analyze characteristics such as expression of cellular genes and proteins.
次に、本実施形態に係るマイクロ流体装置(以下、「本装置」という。)について説明する。なお、上述した本方法は、以下に説明する本装置を用いることにより好ましく実施することができるが、これに限られず、他の装置を用いても実施することができる。 Next, the microfluidic device (hereinafter referred to as “the present device”) according to the present embodiment will be described. In addition, although this method mentioned above can be implemented preferably by using this apparatus demonstrated below, it is not restricted to this, It can implement also using another apparatus.
本装置は、対象粒子を捕捉するための複数のマイクロチャンバーと、当該複数のマイクロチャンバーが開口する共通流路と、を備え、当該複数のマイクロチャンバーの各々には、電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極が配置されている。すなわち、本装置においては、複数のマイクロチャンバーの各々が、互いに独立に電圧を印加できる電気分解用の電極を有している。 The apparatus includes a plurality of microchambers for capturing target particles, and a common flow path in which the plurality of microchambers are opened. Each of the plurality of microchambers includes an anode and a cathode for electrolysis. At least one of the electrodes is disposed. That is, in this apparatus, each of the plurality of micro chambers has an electrode for electrolysis that can apply a voltage independently of each other.
図2は、本装置1の一例についての平面図である。図3は、図2に示すIII−III線で切断した本装置1の断面図である。 FIG. 2 is a plan view of an example of the apparatus 1. FIG. 3 is a cross-sectional view of the device 1 taken along line III-III shown in FIG.
この例に係る本装置1は、図2及び図3に示すように、複数(図2では9つ)のマイクロチャンバー10が設けられた第一部材20と、当該第一部材20に積層された第二部材30と、を備え、当該複数のマイクロチャンバー10の各々には、電気分解用の陽極及び陰極のうち一方の電極40が配置され、当該第二部材30には、当該陽極及び陰極のうち他方の電極41が配置されている。 As shown in FIGS. 2 and 3, the apparatus 1 according to this example is laminated on the first member 20 provided with a plurality of (9 in FIG. 2) microchambers 10 and the first member 20. Each of the plurality of microchambers 10 is provided with one electrode 40 of an anode and a cathode for electrolysis, and the second member 30 includes the anode and the cathode. Of these, the other electrode 41 is arranged.
なお、図2においては、説明の便宜のため、第二部材30を取り外した状態の本装置1の平面図を示している。また、以下の説明において、本装置1が複数の同様の部分を有する場合には、当該複数の部分の符号に小文字のアルファベットを付して区別することがある(例えば、マイクロチャンバー10a,10b,10c)が、これらを特に区別する必要のない場合には、当該小文字のアルファベットは省略することとする。 In addition, in FIG. 2, the top view of this apparatus 1 of the state which removed the 2nd member 30 is shown for convenience of explanation. Further, in the following description, when the apparatus 1 has a plurality of similar portions, the symbols of the plurality of portions may be distinguished by attaching a lower case alphabet (for example, micro chambers 10a, 10b, If 10c) does not need to distinguish between them, the lower case alphabet is omitted.
図3に示すように、第一部材20は、第一基板21と、当該第一基板21に積層された被覆層22と、当該第一部材20と第二部材30との間に共通流路24を形成するためのスペーサ23と、を有している。 As shown in FIG. 3, the first member 20 has a common flow path between the first substrate 21, the coating layer 22 laminated on the first substrate 21, and the first member 20 and the second member 30. And a spacer 23 for forming 24.
第一基板21、被覆層22及びスペーサ23はいずれも非導電性の材料で形成される。この非導電性材料は特に限られず、例えば、ガラスや非導電性樹脂を好ましく用いることができる。すなわち、例えば、第一基板21をガラス基板とし、被覆層22を非導電性樹脂からなるフォトレジスト層とし、スペーサ23をシリコーンゴム成形体とすることができる。 All of the first substrate 21, the coating layer 22, and the spacer 23 are formed of a non-conductive material. The non-conductive material is not particularly limited, and for example, glass or non-conductive resin can be preferably used. That is, for example, the first substrate 21 can be a glass substrate, the covering layer 22 can be a photoresist layer made of a non-conductive resin, and the spacer 23 can be a silicone rubber molded body.
マイクロチャンバー10は、被覆層22の表面に開口する有底の穴として形成されている。なお、図3には、第一部材20が第一基板21と被覆層22とを有する積層体である例を示しているが、例えば、当該第一部材20は単一の非導電性基板とすることもでき、この場合には、マイクロチャンバー10は、当該非導電性基板の表面に開口するよう形成される。 The microchamber 10 is formed as a hole with a bottom opening on the surface of the coating layer 22. FIG. 3 shows an example in which the first member 20 is a laminated body having the first substrate 21 and the covering layer 22. For example, the first member 20 includes a single non-conductive substrate. In this case, the microchamber 10 is formed to open on the surface of the non-conductive substrate.
すなわち、マイクロチャンバー10は、非導電性の第一部材20の表面に開口するものであれば、図3及び他の図面に示す例に限られない。また、対象粒子として細胞を用いる場合には、マイクロチャンバー10の内面は、当該細胞が接着しない、いわゆる細胞非接着性の表面とすることが好ましい。 That is, the microchamber 10 is not limited to the example shown in FIG. 3 and other drawings as long as it opens on the surface of the non-conductive first member 20. When cells are used as the target particles, the inner surface of the microchamber 10 is preferably a so-called non-cell-adhesive surface to which the cells do not adhere.
なお、図2及び図3には、マイクロチャンバー10の底部及び開口部が円形である例を示しているが、当該底部及び開口部の形状はこれに限られず、例えば、楕円形や多角形とすることもできる。 2 and 3 show an example in which the bottom and the opening of the microchamber 10 are circular, but the shape of the bottom and the opening is not limited to this, for example, an oval or polygonal shape. You can also
マイクロチャンバー10のサイズは、捕捉すべき対象粒子のサイズに応じて任意に設定することができ、例えば、当該対象粒子を1つずつ捕捉する上で適切なサイズとすることができる。 The size of the microchamber 10 can be arbitrarily set according to the size of the target particles to be captured. For example, the microchamber 10 can have an appropriate size for capturing the target particles one by one.
具体的に、マイクロチャンバー10の底面積及び開口面積は、例えば、25〜90000μm2の範囲とすることができ、好ましくは100〜400μm2の範囲とすることができる。すなわち、マイクロチャンバー10が円形の有底穴である場合には、その底部及び開口部の直径は、例えば、5〜300μmの範囲とすることができ、好ましくは80〜250μmの範囲とすることができる。また、マイクロチャンバー10の深さは、例えば、5〜300μmの範囲とすることができ、好ましくは80〜250μmの範囲とすることができる。 Specifically, the bottom area and the opening area of the micro-chamber 10, for example, can range from 25~90000Myuemu 2, preferably in the range of 100-400 2. That is, when the microchamber 10 is a circular bottomed hole, the diameters of the bottom and the opening can be, for example, in the range of 5 to 300 μm, and preferably in the range of 80 to 250 μm. it can. Moreover, the depth of the micro chamber 10 can be made into the range of 5-300 micrometers, for example, Preferably it can be set as the range of 80-250 micrometers.
マイクロチャンバー10のサイズが対象粒子のサイズに比べて大きすぎる場合には、1つの当該マイクロチャンバー10に2つ以上の対象粒子が入ることとなる。また、この場合、マイクロチャンバー10で発生した泡が、当該マイクロチャンバー10の内面と、捕捉されている対象粒子と、の間をすり抜けて当該マイクロチャンバー10外に漏出しやすくなるため、当該泡をアクチュエーターとして有効に利用できない場合がある。したがって、例えば、対象粒子としてヒト又はヒト以外の哺乳動物の受精卵を用いる場合には、各マイクロチャンバー10に当該受精卵を1つずつ捕捉するため、当該マイクロチャンバー10の直径は、例えば、80〜250μmの範囲とすることが好ましく、深さは、例えば、80〜250μmの範囲とすることが好ましい。 When the size of the microchamber 10 is too large compared to the size of the target particle, two or more target particles enter one microchamber 10. In this case, the bubbles generated in the microchamber 10 easily pass through the inner surface of the microchamber 10 and the captured target particles and leak out of the microchamber 10. It may not be used effectively as an actuator. Therefore, for example, when using a fertilized egg of a human or a non-human mammal as the target particle, in order to capture the fertilized egg one by one in each microchamber 10, the diameter of the microchamber 10 is, for example, 80 It is preferable to set it as the range of -250 micrometers, and it is preferable that the depth shall be the range of 80-250 micrometers, for example.
マイクロチャンバー10の底部には、電気分解用の電極40が1つずつ配置されている。なお、図2及び図3に示す例では、マイクロチャンバー10の底部の全体が電極40となっているが、これに限られず、当該底部の一部に電極40を配置することもできる。 One electrode 40 for electrolysis is arranged on the bottom of the microchamber 10 one by one. In the example shown in FIGS. 2 and 3, the entire bottom portion of the microchamber 10 is the electrode 40.
また、本装置1に形成された複数の電極40は、互いに独立に電気分解用の電圧を印加できるように形成されている。すなわち、複数の電極40は、互いに独立に電源に接続することができる。具体的に、図2に示す例において、3つの電極40a,40b,40cは、3つのマイクロチャンバー10a,10b,10cにそれぞれ配置されるとともに、互いに電気的に独立して形成された3つの配線42a,42b,42cにそれぞれ接続されている。 The plurality of electrodes 40 formed in the apparatus 1 are formed so that voltages for electrolysis can be applied independently of each other. That is, the plurality of electrodes 40 can be connected to a power source independently of each other. Specifically, in the example shown in FIG. 2, the three electrodes 40a, 40b, and 40c are disposed in the three micro chambers 10a, 10b, and 10c, respectively, and are electrically connected to each other. 42a, 42b and 42c are connected to each other.
したがって、例えば、3つの配線42a,42b,42cのうち1つの配線42aのみを電源に接続することにより、当該配線42aと接続された1つの電極40aにのみ選択的に電圧を印加することができる。そして、この場合、電圧が印加された電極40aを有する1つのマイクロチャンバー10aでのみ水の電気分解を行い、泡を発生させることができる。 Therefore, for example, by connecting only one wiring 42a of the three wirings 42a, 42b, and 42c to the power source, a voltage can be selectively applied only to one electrode 40a connected to the wiring 42a. . In this case, water can be electrolyzed only in one microchamber 10a having an electrode 40a to which a voltage is applied to generate bubbles.
電極40及び配線42は、導電性の材料から形成される。この導電性材料は特に限られず、例えば、ITO(Indium Oxide Tin)、金、白金、アルミニウムを用いることができ、特に、透明な電極40及び配線42を簡便且つ確実に形成できるITOを好ましく用いることができる。 The electrode 40 and the wiring 42 are formed from a conductive material. The conductive material is not particularly limited, and for example, ITO (Indium Oxide Tin), gold, platinum, and aluminum can be used. In particular, ITO that can easily and reliably form the transparent electrode 40 and the wiring 42 is preferably used. Can do.
このような電極40を有するマイクロチャンバー10は、例えば、公知の半導体製造技術を用いて形成することができる。図4は、マイクロチャンバー10を形成する工程の一例を示す説明図である。 The microchamber 10 having such an electrode 40 can be formed using, for example, a known semiconductor manufacturing technique. FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a process for forming the microchamber 10.
まず、図4Aに示すように、ガラス基板からなる第一基板21上に、ITOからなる導電性膜27をパターンし、さらに当該導電性膜27のうち、電極40a,40b,40c(図4B参照)のそれぞれに対応する領域にポジ型フォトレジスト28a,28b,28cをパターンする。 First, as shown in FIG. 4A, a conductive film 27 made of ITO is patterned on a first substrate 21 made of a glass substrate, and electrodes 40a, 40b, 40c (see FIG. 4B) of the conductive film 27 are further patterned. The positive photoresists 28a, 28b, and 28c are patterned in regions corresponding to each of the above.
次いで、図4Bに示すように、所定のエッチング液を用いて導電性膜27をエッチングして、電極40a,40b,40cを形成する。さらに、図4Cに示すように、電極40a,40b,40c上にネガ型フォトレジストからなる非導電性層29をコートする。 Next, as shown in FIG. 4B, the conductive film 27 is etched using a predetermined etchant to form electrodes 40a, 40b, and 40c. Further, as shown in FIG. 4C, a non-conductive layer 29 made of a negative photoresist is coated on the electrodes 40a, 40b, and 40c.
そして、図4Dに示すように、この非導電性層29のうち、電極40a,40b,40cに対応する位置にマイクロチャンバー10a,10b,10cをパターン形成する。こうして、第一基板21に積層された非導電性の被覆層22の表面に開口し、底部に電極40a,40b,40cを有するマイクロチャンバー10a,10b,10cを形成することができる。 Then, as shown in FIG. 4D, microchambers 10a, 10b, and 10c are pattern-formed at positions corresponding to the electrodes 40a, 40b, and 40c in the non-conductive layer 29. In this way, the microchambers 10a, 10b, and 10c having openings on the surface of the non-conductive covering layer 22 laminated on the first substrate 21 and having the electrodes 40a, 40b, and 40c at the bottom can be formed.
一方、第二部材30は、第二基板31と、当該第二基板31の表面に形成された電気分解用の電極41と、を有している。第二基板31は非導電性の材料で形成される。この非導電性材料は特に限られず、例えば、ガラスや非導電性樹脂を好ましく用いることができる。すなわち、例えば、第二基板31はガラス基板とすることができる。 On the other hand, the second member 30 includes a second substrate 31 and an electrode 41 for electrolysis formed on the surface of the second substrate 31. The second substrate 31 is made of a nonconductive material. The non-conductive material is not particularly limited, and for example, glass or non-conductive resin can be preferably used. That is, for example, the second substrate 31 can be a glass substrate.
図3に示す例において、電極41は、共通流路24を介して複数のマイクロチャンバー10の電極40に対向する位置に形成されている。すなわち、本装置1は、複数のマイクロチャンバー10の底面に配置された複数の電極40と、当該複数の電極40に対向するよう配置された共通の電極41と、を有している。 In the example shown in FIG. 3, the electrode 41 is formed at a position facing the electrodes 40 of the plurality of microchambers 10 via the common flow path 24. That is, the apparatus 1 includes a plurality of electrodes 40 disposed on the bottom surfaces of the plurality of microchambers 10 and a common electrode 41 disposed to face the plurality of electrodes 40.
電極41は、導電性の材料から形成される。この導電性材料は特に限られず、例えば、ITO、金、白金、アルミニウムを用いることができ、特に、透明な電極41を簡便且つ確実に形成できるITOを好ましく用いることができる。 The electrode 41 is formed from a conductive material. The conductive material is not particularly limited, and for example, ITO, gold, platinum, and aluminum can be used. In particular, ITO that can easily and reliably form the transparent electrode 41 can be preferably used.
そして、本装置1は、これら第一部材20と第二部材30とを貼り合わせることにより構成される。共通流路24は、複数のマイクロチャンバー10と第二部材30との間の隙間として形成される。 And this apparatus 1 is comprised by bonding these 1st member 20 and the 2nd member 30 together. The common flow path 24 is formed as a gap between the plurality of micro chambers 10 and the second member 30.
また、図2に示す例において、本装置1は、その内部に液体を流入させるための流入口25と、その内部から液体を流出させるための流出口26と、を有している。すなわち、本装置1においては、流入口25から共通流路24及びマイクロチャンバー10に液体を流入させることができ、また、当該共通流路24及びマイクロチャンバー10内の液体を流出口26から流出させることができる。なお、図2には、流入口25及び流出口26が本装置1の長手方向の端部に開口する例を示しているが、これに限られず、例えば、当該流入口25及び流出口26の少なくとも一方を第二部材30の外表面に開口するよう設けることもできる。 In the example shown in FIG. 2, the apparatus 1 includes an inlet 25 for allowing liquid to flow into the interior and an outlet 26 for allowing liquid to flow out from the interior. That is, in the present apparatus 1, the liquid can be caused to flow into the common channel 24 and the microchamber 10 from the inlet 25, and the liquid in the common channel 24 and the microchamber 10 is allowed to flow out from the outlet 26. be able to. FIG. 2 shows an example in which the inflow port 25 and the outflow port 26 open at the longitudinal ends of the apparatus 1. However, the present invention is not limited to this example. For example, the inflow port 25 and the outflow port 26 At least one of them can be provided so as to open on the outer surface of the second member 30.
図5は、図2及び図3に示す本装置1を用いて本方法を実施する場合における各工程を示す説明図である。この場合、本方法の第一の工程S1では、図5Aに示すように、複数のマイクロチャンバー10の各々に対象粒子50を捕捉する。 FIG. 5 is an explanatory diagram showing each step in the case of carrying out the method using the apparatus 1 shown in FIGS. 2 and 3. In this case, in the first step S1 of the present method, the target particles 50 are captured in each of the plurality of microchambers 10, as shown in FIG. 5A.
すなわち、例えば、本装置1の流入口25(図2参照)から、対象粒子50が分散された水溶液を共通流路24内に注入する。この結果、各マイクロチャンバー10において、底部である電極40上に対象粒子50が載置される。 That is, for example, the aqueous solution in which the target particles 50 are dispersed is injected into the common channel 24 from the inlet 25 (see FIG. 2) of the apparatus 1. As a result, in each microchamber 10, the target particle 50 is placed on the electrode 40 which is the bottom.
また、各マイクロチャンバー10及び共通流路24は水溶液で満たされる。なお、図5には、1つのマイクロチャンバー10に1つの対象粒子50を捕捉する例を示したが、これに限られず、1つのマイクロチャンバー10に複数の対象粒子50を捕捉することもできる。この場合、マイクロチャンバー10は、複数の対象粒子50を収容できるサイズに形成される。 Each microchamber 10 and common channel 24 are filled with an aqueous solution. 5 shows an example in which one target particle 50 is captured in one microchamber 10. However, the present invention is not limited to this, and a plurality of target particles 50 can also be captured in one microchamber 10. In this case, the microchamber 10 is formed in a size that can accommodate a plurality of target particles 50.
次に、第二の工程S2においては、図5Bに示すように、複数のマイクロチャンバー10a,10b,10cのうち1つのマイクロチャンバー10aの電極40aに選択的に電圧を印加することにより水を電気分解して泡60を発生させる。 Next, in the second step S2, as shown in FIG. 5B, water is discharged by selectively applying a voltage to the electrode 40a of one microchamber 10a among the plurality of microchambers 10a, 10b, 10c. Decomposes to generate bubbles 60.
すなわち、標的とする1つのマイクロチャンバー10aの電極40aと、当該電極40aに対向する第二部材30の電極41と、を電源に接続して陽極及び陰極とし、当該マイクロチャンバー10a内の水溶液を電気分解して泡60を発生させることのできる大きさの電圧を印加する。 That is, the target electrode 40a of one microchamber 10a and the electrode 41 of the second member 30 facing the electrode 40a are connected to a power source to serve as an anode and a cathode, and the aqueous solution in the microchamber 10a is electrically A voltage of a magnitude that can be decomposed to generate bubbles 60 is applied.
この結果、複数のマイクロチャンバー10a,10b,10cのうち、標的とする1つのマイクロチャンバー10aにおいてのみ、水溶液の電気分解による泡60を発生させることができる。 As a result, it is possible to generate bubbles 60 by electrolysis of the aqueous solution only in one target micro chamber 10a among the plurality of micro chambers 10a, 10b, and 10c.
そして、第三の工程S3においては、図5Bに示すように、電気分解により発生した泡60及び当該泡60の発生に伴い流動するマイクロチャンバー10a内の水溶液のうち少なくとも一方をアクチュエーターとして利用して、当該マイクロチャンバー10aから対象粒子50aを押し出す。 In the third step S3, as shown in FIG. 5B, at least one of the bubbles 60 generated by electrolysis and the aqueous solution in the microchamber 10a that flows along with the generation of the bubbles 60 is used as an actuator. The target particle 50a is extruded from the microchamber 10a.
すなわち、標的とする1つのマイクロチャンバー10aに捕捉されていた対象粒子50aは、電極40a上で発生して浮上する泡60によって、又は当該泡60の発生に伴い当該マイクロチャンバー10a外に漏出する水溶液の流れによって、共通流路24に押し出される。なお、通常、泡60及び水溶液流れの両方が対象粒子50aに作用する。 That is, the target particle 50a captured in one target microchamber 10a is an aqueous solution that leaks out of the microchamber 10a due to the bubble 60 generated on the electrode 40a and floating. Is pushed out to the common flow path 24 by the flow of. Normally, both the bubble 60 and the aqueous solution flow act on the target particle 50a.
その後、共通流路24に新たな水溶液を流通させることにより、標的とする1つのマイクロチャンバー10aから解放された1つの対象粒子50aを選択的に回収することができる。一方、図5Cに示すように、電気分解が行われなかった他のマイクロチャンバー10b,10cにおいては、対象粒子50b,50cを捕捉された状態で維持できる。 Thereafter, by passing a new aqueous solution through the common channel 24, one target particle 50a released from one target micro chamber 10a can be selectively recovered. On the other hand, as shown in FIG. 5C, in the other microchambers 10b and 10c where the electrolysis was not performed, the target particles 50b and 50c can be maintained in a captured state.
このように、本装置1においては、電極40が、マイクロチャンバー10のうち、対象粒子50が捕捉され保持される位置より奥に配置されているため、当該電極40上での泡の発生によって、当該対象粒子50を当該マイクロチャンバー10から共通流路24に確実に押し出すことができる。 Thus, in this apparatus 1, since the electrode 40 is disposed behind the position in the microchamber 10 where the target particle 50 is captured and held, by the generation of bubbles on the electrode 40, The target particles 50 can be reliably pushed out from the microchamber 10 into the common flow path 24.
図6は、本装置1の他の例における複数のマイクロチャンバー10のうち1つの周辺部分の平面図である。図7は、図6に示すVII−VII線で切断した本装置1の断面図である。 FIG. 6 is a plan view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1. FIG. 7 is a cross-sectional view of the device 1 taken along the line VII-VII shown in FIG.
この例に係る本装置1は、図6及び図7に示すように、複数のマイクロチャンバー10が設けられた第一部材20と、当該第一部材20に積層された第二部材30と、を備え、当該複数のマイクロチャンバー10の各々には、電気分解用の陽極及び陰極のうち一方の電極40が配置され、当該第二部材30には、当該陽極及び陰極のうち他方の電極41が配置されている。すなわち、マイクロチャンバー10の底部には電極40が配置されている。 As shown in FIGS. 6 and 7, the device 1 according to this example includes a first member 20 provided with a plurality of microchambers 10 and a second member 30 stacked on the first member 20. Each of the plurality of micro chambers 10 is provided with one electrode 40 of an anode and a cathode for electrolysis, and the second member 30 is provided with the other electrode 41 of the anode and the cathode. Has been. That is, the electrode 40 is disposed at the bottom of the microchamber 10.
一方、第二部材30の電極41は、マイクロチャンバー10の電極40に対向する位置には配置されておらず、当該対向する位置からずれた位置に配置されている。すなわち、この例に係る本装置1において、電極41は、第二部材30のうち、複数のマイクロチャンバー10に配置された電極40に対向する位置からずれた位置に配置されている。この場合、本装置1における配線の自由度が比較的高くなる。 On the other hand, the electrode 41 of the second member 30 is not disposed at a position facing the electrode 40 of the microchamber 10 but is disposed at a position shifted from the facing position. That is, in this apparatus 1 according to this example, the electrode 41 is disposed at a position shifted from the position facing the electrodes 40 disposed in the plurality of microchambers 10 in the second member 30. In this case, the degree of freedom of wiring in the device 1 is relatively high.
図8は、本装置1の他の例における複数のマイクロチャンバー10のうち1つの周辺部分の平面図である。図9は、図8に示すIX−IX線で切断した本装置1の断面図である。 FIG. 8 is a plan view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1. FIG. 9 is a cross-sectional view of the device 1 taken along the line IX-IX shown in FIG.
この例に係る本装置1においては、図8及び図9に示すように、複数のマイクロチャンバー10の各々には、電気分解用の陽極及び陰極の両方の電極40,41が配置されている。すなわち、マイクロチャンバー10の底部の一部には陽極及び陰極のうち一方の電極40が配置され、当該底部の他の一部には、当該陽極及び陰極のうち他方の電極41が配置されている。したがって、図9に示すように、第二部材30には電極は設けられていない。 In this apparatus 1 according to this example, as shown in FIGS. 8 and 9, both the anode and cathode electrodes 40 and 41 for electrolysis are arranged in each of the plurality of microchambers 10. That is, one electrode 40 of the anode and the cathode is disposed on a part of the bottom of the microchamber 10, and the other electrode 41 of the anode and the cathode is disposed on the other part of the bottom. . Therefore, as shown in FIG. 9, the second member 30 is not provided with electrodes.
そして、この本装置1においては、標的とする1つのマイクロチャンバー10に配置された一方の電極40と他方の電極41とを選択的に電源に接続して電圧を印加することにより、当該マイクロチャンバー10内で水の電気分解を行い泡を発生させることができる。 In this apparatus 1, the microchamber is applied by selectively connecting one electrode 40 and the other electrode 41 arranged in one target microchamber 10 to a power source and applying a voltage. In 10, water can be electrolyzed to generate bubbles.
この場合、電気分解を行うための電極40,41が全て1つのマイクロチャンバー10内に配置されているため、当該マイクロチャンバー10内でのみ電気分解を行うことができる。特に、図9に示すように、両方の電極40,41がマイクロチャンバー10の底部に配置されているため、当該底部近傍でのみ電気分解反応を行うことができる。したがって、発生した泡を制御しやすい。 In this case, since the electrodes 40 and 41 for performing electrolysis are all disposed in one microchamber 10, electrolysis can be performed only in the microchamber 10. In particular, as shown in FIG. 9, since both electrodes 40 and 41 are disposed at the bottom of the microchamber 10, an electrolysis reaction can be performed only in the vicinity of the bottom. Therefore, it is easy to control the generated bubbles.
また、電気分解に必要な一対の電極40,41を近接して配置できるため、印加する電圧を効果的に低減することができる。また、第二部材30の構造を簡略化することができ、本装置1の組み立ても容易となる。 In addition, since the pair of electrodes 40 and 41 necessary for electrolysis can be disposed close to each other, the applied voltage can be effectively reduced. Further, the structure of the second member 30 can be simplified, and the assembly of the apparatus 1 is facilitated.
また、図8及び図9に示す例において、一方の電極40(例えば、陽極)は、マイクロチャンバー10の底部の中央部分を覆うように形成されている。すなわち、一方の電極40の面積を拡大し、且つマイクロチャンバー10の中央部分に配置している。したがって、一方の電極40における泡の発生を利用した対象粒子の押し出しを確実に行うことができる。 In the example shown in FIGS. 8 and 9, one electrode 40 (for example, the anode) is formed so as to cover the central portion of the bottom of the microchamber 10. That is, the area of one electrode 40 is enlarged and disposed in the central portion of the microchamber 10. Therefore, it is possible to reliably push out the target particles using the generation of bubbles in one electrode 40.
さらに、他方の電極41(例えば、陰極)は、一方の電極40のうち、マイクロチャンバー10の底部の中央部分を覆う部分を囲むように形成されている。したがって、これら一対の電極40,41に印加する電圧の大きさを低減しつつ、対象粒子の押し出しを確実に行うことができる。なお、電極40を陰極とし、電極41を陽極とすることもできる。 Further, the other electrode 41 (for example, a cathode) is formed so as to surround a portion of the one electrode 40 that covers the central portion of the bottom of the microchamber 10. Therefore, it is possible to reliably push out the target particles while reducing the magnitude of the voltage applied to the pair of electrodes 40 and 41. The electrode 40 can be a cathode and the electrode 41 can be an anode.
図10は、本装置1の他の例における複数のマイクロチャンバー10のうち1つの周辺部分の断面図である。図11は、図10に示す本装置1を用いて本方法を実施する場合における各工程を示す説明図である。 FIG. 10 is a cross-sectional view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1. FIG. 11 is an explanatory diagram showing each step when the present method 1 is performed using the apparatus 1 shown in FIG.
この例に係る本装置1においては、図10及び図11に示すように、複数のマイクロチャンバー10の各々は、共通流路24に開口し対象粒子50が収容される収容室11と、当該収容室11に連通して設けられ電気分解用の電極40,41が配置された電気分解室12と、を有する。 In this apparatus 1 according to this example, as shown in FIGS. 10 and 11, each of the plurality of microchambers 10 includes a storage chamber 11 that opens to a common flow path 24 and stores target particles 50, and the storage An electrolysis chamber 12 provided in communication with the chamber 11 and in which electrodes 40 and 41 for electrolysis are arranged.
すなわち、図10及び図11に示す例において、収容室11と電気分解室12とは連通路13を介して連絡されている。より具体的に、電気分解室12は、収容室11の直下に設けられている。電気分解室12には、電気分解用の陽極及び陰極のうち一方の電極40と他方の電極41との両方が配置されている。 That is, in the example shown in FIGS. 10 and 11, the storage chamber 11 and the electrolysis chamber 12 are connected via the communication path 13. More specifically, the electrolysis chamber 12 is provided directly below the storage chamber 11. In the electrolysis chamber 12, both one electrode 40 and the other electrode 41 of the anode and cathode for electrolysis are arranged.
また、連通路13は、対象粒子50が通過できないサイズで形成されている。すなわち、収容室11の底部14(図10参照)における連通路13の開口部15は、対象粒子50(図11参照)より小さなサイズで形成されている。すなわち、連通路13の開口部15は、収容室11の底部14の一部において、当該底部14より小さなサイズで形成されている。 The communication path 13 is formed in a size that prevents the target particles 50 from passing therethrough. That is, the opening 15 of the communication path 13 in the bottom 14 (see FIG. 10) of the storage chamber 11 is formed in a size smaller than the target particle 50 (see FIG. 11). That is, the opening 15 of the communication path 13 is formed in a part of the bottom 14 of the storage chamber 11 with a size smaller than the bottom 14.
このため、図11Aに示すように、対象粒子50は、電気分解室12に落下することなく収容室11に保持される。また、このとき、対象粒子50は、収容室11の底部14において、連通路13の開口部15を閉塞するように保持することもできる。 For this reason, as shown in FIG. 11A, the target particles 50 are held in the storage chamber 11 without falling into the electrolysis chamber 12. At this time, the target particles 50 can also be held at the bottom 14 of the storage chamber 11 so as to close the opening 15 of the communication passage 13.
なお、図10及び図11には、電極40,41が電気分解室12の底部に配置される例を示しているが、これに限られず、例えば、当該電極40,41の少なくとも一方を当該電気分解室12の他の部分に配置することもできる。 10 and 11 show an example in which the electrodes 40 and 41 are arranged at the bottom of the electrolysis chamber 12, but the present invention is not limited to this. For example, at least one of the electrodes 40 and 41 is connected to the electric chamber. It can also be arranged in other parts of the decomposition chamber 12.
この本装置1を用いた本方法の第一の工程S1においては、まず、図11Aに示すように、複数のマイクロチャンバー10の各々の収容室11に対象粒子50を捕捉する。次に、第二の工程S2においては、図11B及び図11Cに示すように、標的とするマイクロチャンバー10の電極40,41に選択的に電圧を印加することにより(図5B参照)、その電気分解室12で水を電気分解して泡60を発生させる。 In the first step S1 of this method using the present apparatus 1, first, the target particles 50 are captured in the storage chambers 11 of the plurality of microchambers 10, as shown in FIG. 11A. Next, in the second step S2, as shown in FIGS. 11B and 11C, by selectively applying a voltage to the electrodes 40 and 41 of the target microchamber 10 (see FIG. 5B), the electrical Water is electrolyzed in the decomposition chamber 12 to generate bubbles 60.
そして、第三の工程S3においては、図11B及び図11Cに示すように、電気分解により発生した泡60及び当該泡60の発生に伴い流動するマイクロチャンバー10内の水溶液のうち少なくとも一方をアクチュエーターとして利用して、当該マイクロチャンバー10から対象粒子50を押し出す。 In the third step S3, as shown in FIG. 11B and FIG. 11C, at least one of the bubbles 60 generated by electrolysis and the aqueous solution in the microchamber 10 that flows along with the generation of the bubbles 60 is used as an actuator. The target particles 50 are pushed out from the microchamber 10 by using the same.
すなわち、例えば、図11Bに示すように、電気分解室12における泡60の発生によって、当該電気分解室12に満たされていた水溶液は連通路13を通って収容室11に押し出され、さらに収容室11に満たされていた水溶液は共通流路24へと押し出される。この電気分解室12から共通流路24に向けた水溶液の流れによって、対象粒子50をマイクロチャンバー10から押し出すことができる。 That is, for example, as shown in FIG. 11B, due to the generation of bubbles 60 in the electrolysis chamber 12, the aqueous solution filled in the electrolysis chamber 12 is pushed out to the storage chamber 11 through the communication path 13, and further the storage chamber 11 is pushed out to the common channel 24. The target particles 50 can be pushed out of the microchamber 10 by the flow of the aqueous solution from the electrolysis chamber 12 toward the common flow path 24.
また、例えば、図11Cに示すように、発生した泡60が連通路13を通過して収容室11にまで浮上する場合には、当該浮上する泡60によって対象粒子50を共通流路24に押し出すこともできる。 Further, for example, as shown in FIG. 11C, when the generated bubble 60 passes through the communication path 13 and rises to the storage chamber 11, the target particle 50 is pushed out to the common channel 24 by the rising bubble 60. You can also
図12は、本装置1の他の例における複数のマイクロチャンバー10のうち1つの周辺部分の断面図である。図13は、図12に示す本装置1を用いて本方法を実施する場合における各工程を示す説明図である。 FIG. 12 is a cross-sectional view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1. FIG. 13 is an explanatory diagram showing each step in the case of carrying out the method using the apparatus 1 shown in FIG.
この例に係る本装置1においては、図12及び図13に示すように、複数のマイクロチャンバー10の各々は、共通流路24に開口し対象粒子50が収容される収容室11と、当該収容室11に連通して設けられ電極40,41が配置された電気分解室12と、を有する。そして、電気分解室12は、収容室11の直下からずれた位置に設けられ、当該電気分解室12と収容室11とは屈曲した連通路13により連絡されている。 In this apparatus 1 according to this example, as shown in FIGS. 12 and 13, each of the plurality of microchambers 10 includes a storage chamber 11 that opens into a common flow path 24 and stores target particles 50, and the storage And an electrolysis chamber 12 provided in communication with the chamber 11 and in which the electrodes 40 and 41 are arranged. The electrolysis chamber 12 is provided at a position shifted from directly below the storage chamber 11, and the electrolysis chamber 12 and the storage chamber 11 are connected by a bent communication path 13.
この本装置1を用いた本方法の第一の工程S1においては、まず、図13Aに示すように、複数のマイクロチャンバー10の各々の収容室11に対象粒子50を捕捉する。次に、第二の工程S2においては、図13Bに示すように、標的とするマイクロチャンバー10の電極40,41に選択的に電圧を印加することにより(図5B参照)、その電気分解室12で水を電気分解して泡60を発生させる。 In the first step S1 of this method using the present apparatus 1, first, the target particles 50 are captured in the storage chambers 11 of the plurality of microchambers 10, as shown in FIG. 13A. Next, in the second step S2, as shown in FIG. 13B, by selectively applying a voltage to the electrodes 40 and 41 of the target microchamber 10 (see FIG. 5B), the electrolysis chamber 12 thereof. The water is electrolyzed to generate bubbles 60.
そして、第三の工程S3においては、図13Bに示すように、泡60の発生に伴い流動するマイクロチャンバー10内の水溶液によって、当該マイクロチャンバー10から対象粒子50を押し出す。 And in 3rd process S3, as shown to FIG. 13B, the target particle 50 is extruded from the said micro chamber 10 with the aqueous solution in the micro chamber 10 which flows with generation | occurrence | production of the bubble 60. FIG.
すなわち、この例に係る本装置1においては、電気分解室12で発生した泡は当該電気分解室12に保持されるため、主に当該泡の発生に伴いマイクロチャンバー10から共通流路24に流出する水溶液の流れをアクチュエーターとして利用する。 That is, in the present apparatus 1 according to this example, the bubbles generated in the electrolysis chamber 12 are held in the electrolysis chamber 12, so that the bubbles mainly flow out from the microchamber 10 to the common flow path 24 as the bubbles are generated. The flow of aqueous solution is used as an actuator.
もちろん、上述の図11Cに示す例と同様に、泡60が連通路13を通過して収容室11まで浮上した場合には、当該泡60をアクチュエーターとして利用して、対象粒子50を押し出すこともできる。 Of course, similarly to the example shown in FIG. 11C described above, when the bubble 60 passes through the communication path 13 and rises to the storage chamber 11, the bubble 60 may be used as an actuator to push out the target particle 50. it can.
図14は、本装置1の他の例における複数のマイクロチャンバー10のうち1つの周辺部分の断面図である。図15は、図14に示す本装置1を用いて本方法を実施する場合における各工程を示す説明図である。 FIG. 14 is a cross-sectional view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1. FIG. 15 is an explanatory diagram showing each step when the present method 1 is carried out using the present apparatus 1 shown in FIG.
この例に係る本装置1においては、図14及び図15に示すように、複数のマイクロチャンバー10の各々は、共通流路24に開口し対象粒子50が収容される収容室11と、電気分解用の電極40,41が配置された電気分解室12と、当該収容室11と当該電気分解室12との間に設けられ当該電気分解室12における水の電気分解による泡60の発生に伴って当該対象粒子50を当該11収容室から押し出すように変形する伸縮性の膜(以下、「押出膜70」という。)と、を有する。 In this apparatus 1 according to this example, as shown in FIGS. 14 and 15, each of the plurality of microchambers 10 includes an accommodation chamber 11 that opens into a common flow path 24 and accommodates target particles 50, and electrolysis. With the generation of bubbles 60 due to the electrolysis of water in the electrolysis chamber 12 provided between the electrolysis chamber 12 in which the electrodes 40 and 41 are disposed, the storage chamber 11 and the electrolysis chamber 12. And a stretchable film (hereinafter referred to as “extruded film 70”) that is deformed so as to extrude the target particles 50 from the 11 storage chamber.
すなわち、図14及び図15に示す例において、この押出膜70は、収容室11と電気分解室12とを仕切るように設けられるとともに、収容室11の底部を構成している。押出膜70は、電気分解室12における泡60の発生によって柔軟に変形できる伸縮性を備えている。なお、押出膜70は、電気分解室12を密閉するよう形成することもできる。 That is, in the example shown in FIGS. 14 and 15, the extruded film 70 is provided so as to partition the storage chamber 11 and the electrolysis chamber 12 and constitutes the bottom of the storage chamber 11. The extruded film 70 has elasticity that can be flexibly deformed by the generation of bubbles 60 in the electrolysis chamber 12. The extruded film 70 can also be formed so as to seal the electrolysis chamber 12.
押出膜70を構成する材料は、上述の伸縮性を実現できるものであれば特に限られず、例えば、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、ポリスチレン、ポリカーボネート、厚型フォトレジスト等のポリマーを用いることができる。また、押出膜70の厚さは、例えば、10〜200μmの範囲とすることができる。 The material constituting the extruded film 70 is not particularly limited as long as it can realize the above-described stretchability. For example, a polymer such as polydimethylsiloxane (PDMS), polystyrene, polycarbonate, thick photoresist can be used. Moreover, the thickness of the extrusion film | membrane 70 can be made into the range of 10-200 micrometers, for example.
このような押出膜70を有するマイクロチャンバー10は、例えば、PDMSをシリコンウェハ上の鋳型にスピンコートすることにより作製することができる。この場合、スピンコート時の回転数によって押出膜70の厚さを任意に制御することができる。 The microchamber 10 having such an extruded film 70 can be produced, for example, by spin-coating PDMS on a mold on a silicon wafer. In this case, the thickness of the extruded film 70 can be arbitrarily controlled by the number of rotations during spin coating.
この本装置1を用いた本方法の第一の工程S1においては、まず、図15Aに示すように、複数のマイクロチャンバー10の各々の収容室11に対象粒子50を捕捉する。すなわち、収容室11において対象粒子50を押出膜70上に沈降させる。 In the first step S1 of the present method using the present apparatus 1, first, the target particles 50 are captured in the storage chambers 11 of the plurality of microchambers 10, as shown in FIG. 15A. That is, the target particles 50 are allowed to settle on the extruded film 70 in the storage chamber 11.
次に、第二の工程S2においては、図15Bに示すように、標的とするマイクロチャンバー10の一対の電極40,41に選択的に電圧を印加することにより、電気分解室12で水を電気分解して泡60を発生させる。 Next, in the second step S2, as shown in FIG. 15B, by selectively applying a voltage to the pair of electrodes 40, 41 of the target microchamber 10, water is discharged in the electrolysis chamber 12. Decomposes to generate bubbles 60.
そして、第三の工程S3においては、図15Bに示すように、泡60の発生に伴い上方に張り出すように変形した押出膜70によって、マイクロチャンバー10から対象粒子50を押し出す。 And in 3rd process S3, as shown to FIG. 15B, the target particle 50 is extruded from the micro chamber 10 with the extrusion film | membrane 70 deform | transformed so that it may protrude upwards with generation | occurrence | production of the bubble 60. FIG.
すなわち、押出膜70は電気分解室12の上方を覆っているため、当該電気分解室12で発生した泡60は浮上して当該押出膜70を下方から押し上げる。押出膜70は伸縮性を有しているため、その一部は上方に変位するよう変形する。 That is, since the extruded film 70 covers the upper part of the electrolysis chamber 12, the bubbles 60 generated in the electrolysis chamber 12 rise and push up the extruded film 70 from below. Since the extruded film 70 has elasticity, a part thereof is deformed so as to be displaced upward.
その結果、対象粒子50は、押出膜70によって上方に突き上げられて、共通流路24に押し出される。このように、押出膜70をアクチュエーターとして利用することにより、対象粒子50をマイクロチャンバー10から確実に押し出すことができる。 As a result, the target particles 50 are pushed upward by the extruded film 70 and pushed out to the common flow path 24. Thus, the target particle 50 can be reliably extruded from the microchamber 10 by using the extruded film 70 as an actuator.
図16は、本装置1の他の例における複数のマイクロチャンバー10のうち1つの周辺部分の平面図である。図17は、図16に示すXVII−XVII線で切断した本装置1の断面図である。 FIG. 16 is a plan view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1. FIG. 17 is a cross-sectional view of the present apparatus 1 cut along the line XVII-XVII shown in FIG.
この例に係る本装置1は、上述の図14及び図15に示した例と同様、押出膜70を有している。ただし、この例に係る押出膜70は、図16に示すように、その中央部分を構成する中央部71と、当該中央部71の一部とマイクロチャンバー10の内壁(被覆層22)とを接続して当該中央部71を部分的に支持する複数(図16では4つ)の接続部72と、を有している。すなわち、この例において、収容室11と電気分解室12とは連通しつつ押出膜70で仕切られている。 This apparatus 1 according to this example has an extruded film 70 as in the examples shown in FIGS. 14 and 15 described above. However, as shown in FIG. 16, the extruded film 70 according to this example connects a central portion 71 constituting the central portion, a part of the central portion 71, and the inner wall (coating layer 22) of the microchamber 10. And a plurality of (four in FIG. 16) connection portions 72 that partially support the central portion 71. That is, in this example, the storage chamber 11 and the electrolysis chamber 12 are separated by the extruded film 70 while being in communication.
また、図17に示す例では、押出膜70の中央部71は、その下面73が共通流路24側に窪んだ凹形状となるように形成されている。このため、電気分解室12で発生した泡60を、押出膜70の当該中央部71の窪みに効率よく集めることができ、押出膜70を効率よく変形させることができる。なお、図16に示す押出膜70は、このような窪みを有することなく、図14に示すような平坦な形状で形成することもできる。 In the example shown in FIG. 17, the central portion 71 of the extruded film 70 is formed so that its lower surface 73 has a concave shape that is recessed toward the common flow path 24. For this reason, the foam 60 generated in the electrolysis chamber 12 can be efficiently collected in the depression of the central portion 71 of the extruded film 70, and the extruded film 70 can be efficiently deformed. The extruded film 70 shown in FIG. 16 can also be formed in a flat shape as shown in FIG. 14 without having such a depression.
図18は、本装置1の他の例における複数のマイクロチャンバー10のうち1つの周辺部分の断面図を示す。図19は、図18に示す本装置1を用いて本方法を実施する場合における各工程を示す説明図である。 FIG. 18 shows a cross-sectional view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1. FIG. 19 is an explanatory diagram showing each step when the present method 1 is carried out using the apparatus 1 shown in FIG.
この例に係る本装置1が備える押出膜70は、図18及び図19に示すように、中空の蛇腹状に形成されて共通流路24側に伸縮可能な伸縮部74と、当該伸縮部74とマイクロチャンバー10の内壁(被覆層22)とを接続して当該伸縮部74を支持する基部75と、を有している。 As shown in FIGS. 18 and 19, the extruded film 70 provided in the apparatus 1 according to this example is formed in a hollow bellows shape and can be expanded and contracted toward the common flow path 24, and the expansion and contraction portion 74. And a base portion 75 that connects the inner wall (the coating layer 22) of the microchamber 10 and supports the stretchable portion 74.
この押出膜70は、上述の図14〜図17に示した例に係る押出膜70と同様の材料を用いて作製することができる。また、伸縮部74及び基部75は、当該伸縮部74及び基部75に対応する形状の鋳型を用いて形成することができる。すなわち、例えば、材料としてPDMS等のポリマーを用いる場合には、伸縮部74に対応する蛇腹状の部分を有する外枠と、当該外枠より一回り小さい同形状の内枠と、を重ね合わせ、当該外枠と内枠との間に当該ポリマーを流し込み硬化させることによって、当該蛇腹状の伸縮部74を有する押出膜70を作製することができる。 The extruded film 70 can be manufactured using the same material as the extruded film 70 according to the example shown in FIGS. The stretchable part 74 and the base part 75 can be formed using a mold having a shape corresponding to the stretchable part 74 and the base part 75. That is, for example, when using a polymer such as PDMS as a material, an outer frame having a bellows-like portion corresponding to the stretchable portion 74 and an inner frame having the same shape slightly smaller than the outer frame are overlapped, The extruded film 70 having the bellows-like stretchable part 74 can be produced by pouring and curing the polymer between the outer frame and the inner frame.
この本装置1を用いた本方法の第一の工程S1においては、まず、図19Aに示すように、複数のマイクロチャンバー10の各々の収容室11に対象粒子50を捕捉する。すなわち、収容室11において対象粒子50を押出膜70の伸縮部74上に沈降させる。 In the first step S1 of this method using the present apparatus 1, first, the target particles 50 are captured in the storage chambers 11 of the plurality of microchambers 10, as shown in FIG. 19A. That is, the target particles 50 are allowed to settle on the stretchable part 74 of the extruded film 70 in the storage chamber 11.
次に、第二の工程S2においては、図19Bに示すように、標的とするマイクロチャンバー10の一対の電極40,41に選択的に電圧を印加することにより、電気分解室12で水を電気分解して泡60を発生させる。 Next, in the second step S2, as shown in FIG. 19B, by selectively applying a voltage to the pair of electrodes 40, 41 of the target microchamber 10, water is discharged in the electrolysis chamber 12. Decomposes to generate bubbles 60.
そして、第三の工程S3においては、図19Bに示すように、泡60の発生に伴い伸縮部74が上方に変位する押出膜70によって、マイクロチャンバー10から対象粒子50を押し出す。 And in 3rd process S3, as shown to FIG. 19B, the target particle 50 is extruded from the micro chamber 10 by the extrusion film | membrane 70 to which the expansion-contraction part 74 displaces upwards with generation | occurrence | production of the bubble 60. FIG.
すなわち、押出膜70は電気分解室12の上方を覆っているため、当該電気分解室12で発生した泡60は浮上して当該押出膜70の伸縮部74を下方から押し上げる。このとき、押出膜70の伸縮部74は、その蛇腹形状を活かして効率よく上方に伸びる。その結果、対象粒子50は、押出膜70の伸縮部74によって上方に突き上げられて、共通流路24に押し出される。 That is, since the extruded film 70 covers the upper part of the electrolysis chamber 12, the foam 60 generated in the electrolysis chamber 12 rises and pushes the stretchable portion 74 of the extruded film 70 from below. At this time, the stretchable part 74 of the extruded film 70 efficiently extends upward utilizing the bellows shape. As a result, the target particle 50 is pushed upward by the expansion / contraction part 74 of the extruded film 70 and pushed out to the common flow path 24.
図20は、本装置1の他の例における複数のマイクロチャンバー10のうち3つのマイクロチャンバー10a,10b,10cの周辺部分の平面図である。図21は、図20に示す本装置1を用いて本方法を実施する場合における各工程を示す説明図である。 FIG. 20 is a plan view of a peripheral portion of three microchambers 10a, 10b, and 10c among a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1. FIG. 21 is an explanatory diagram showing each step when the present method 1 is performed using the apparatus 1 shown in FIG.
この例に係る本装置1は、図20及び図21に示すように、ジグザグに蛇行する共通流路24を備えている。また、共通流路24のうち互いに平行に配置される一部から他の一部へと横切るように複数のマイクロチャンバー10が形成されている。 As shown in FIGS. 20 and 21, the device 1 according to this example includes a common flow path 24 that meanders in a zigzag manner. In addition, a plurality of microchambers 10 are formed so as to cross from a part of the common channel 24 arranged in parallel to each other to another part.
すなわち、各マイクロチャンバー10は、図20に示すように、共通流路24の中途部分に開口するよう設けられ、その奥には電気分解用の電極40が配置され、当該電極40のさらに奥には断面積を縮小させた狭窄路16が形成され、当該狭窄路16は当該共通流路24の他の中途部分に連通している。 That is, as shown in FIG. 20, each microchamber 10 is provided so as to open in the middle portion of the common flow path 24, and an electrode 40 for electrolysis is disposed in the back thereof, and further in the back of the electrode 40. Is formed with a narrowed passage 16 having a reduced cross-sectional area, and the narrowed passage 16 communicates with the other middle portion of the common flow path 24.
この本装置1を用いた本方法の第一の工程S1においては、まず、図21Aに示すように、複数のマイクロチャンバー10a,10b,10cの各々に対象粒子50a,50b,50cを捕捉する。 In the first step S1 of this method using this apparatus 1, first, as shown in FIG. 21A, target particles 50a, 50b, and 50c are captured in each of a plurality of microchambers 10a, 10b, and 10c.
この対象粒子50の捕捉は、例えば、上述の非特許文献1に記載されているように、対象粒子50が捕捉されていない状態における共通流路24に沿った蛇行流れ(図20において実線の矢印で示す流れ)の圧力損失が、マイクロチャンバー10及び狭窄路16を介したバイパス流れ(図20において破線の矢印で示す流れ)の圧力損失に比べて大きくなるように、流路の長さや断面積を調整することで実現することができる。 For example, as described in Non-Patent Document 1, the trapping of the target particles 50 is a meandering flow along the common flow path 24 in a state where the target particles 50 are not trapped (solid arrows in FIG. 20). The flow length and cross-sectional area of the flow path are such that the pressure loss of the flow indicated by (2) is larger than the pressure loss of the bypass flow (flow indicated by the broken arrow in FIG. 20) via the microchamber 10 and the narrow path 16. It can be realized by adjusting.
次に、第二の工程S2においては、図21Bに示すように、複数のマイクロチャンバー10a,10b,10cのうち、標的とするマイクロチャンバー10aの電極40aに選択的に電圧を印加することにより、当該マイクロチャンバー10aで水を電気分解して泡60を発生させる。 Next, in the second step S2, as shown in FIG. 21B, by selectively applying a voltage to the electrode 40a of the target microchamber 10a among the plurality of microchambers 10a, 10b, 10c, Water is electrolyzed in the microchamber 10a to generate bubbles 60.
そして、第三の工程S3においては、図21Bに示すように、電気分解により発生した泡60及び当該泡60の発生に伴い流動するマイクロチャンバー10a内の水溶液のうち少なくとも一方をアクチュエーターとして利用して、当該マイクロチャンバー10aから対象粒子50aを選択的に押し出す。その後、共通流路24に新たな水溶液を流通させることにより、当該共通流路24に押し出された対象粒子50aを選択的に回収することができる。 Then, in the third step S3, as shown in FIG. 21B, at least one of the bubbles 60 generated by electrolysis and the aqueous solution in the microchamber 10a that flows along with the generation of the bubbles 60 is used as an actuator. The target particles 50a are selectively extruded from the microchamber 10a. Thereafter, by flowing a new aqueous solution through the common channel 24, the target particles 50a pushed into the common channel 24 can be selectively recovered.
また、この例に係る本装置1においては、複数のマイクロチャンバー10a,10b,10cのうち一部のマイクロチャンバー10aから解放された対象粒子50aを他のマイクロチャンバー10bに捕捉することもできる。 Moreover, in this apparatus 1 which concerns on this example, the object particle | grains 50a released from some micro chambers 10a among several micro chambers 10a, 10b, 10c can also be capture | acquired by the other micro chamber 10b.
すなわち、例えば、複数のマイクロチャンバー10a,10b,10cのうち1つのマイクロチャンバー10bの電極40bに電圧を印加して当該マイクロチャンバー10bから対象粒子50bを解放した後、より上流側の他のマイクロチャンバー10aの電極40aに電圧を印加して当該マイクロチャンバー10aから対象粒子50aを解放して共通流路24を下流側に流通させることにより、上述の圧力損失のバランスに基づいて、当該対象粒子50aを予め空けられた下流側の当該マイクロチャンバー10bに捕捉することができる。 That is, for example, after a voltage is applied to the electrode 40b of one microchamber 10b among the plurality of microchambers 10a, 10b, and 10c to release the target particle 50b from the microchamber 10b, another microchamber further upstream. By applying a voltage to the electrode 40a of 10a to release the target particle 50a from the microchamber 10a and causing the common flow path 24 to flow downstream, the target particle 50a is made to flow based on the above-described pressure loss balance. It can be captured in the microchamber 10b on the downstream side that has been previously evacuated.
このようにして、複数の対象粒子50の選択的な捕捉と解放とを繰り返すことによって、当該複数の対象粒子50の並べ替えや入れ替えを任意に行うことができる。なお、図20及び図21には、各マイクロチャンバー10に電気分解用の陽極及び陰極のうち一方の電極40が配置される例を示したが、これに限られず、各マイクロチャンバー10に当該陽極及び陰極の両方の電極を設けることもできる。 In this way, by selectively capturing and releasing the plurality of target particles 50, the plurality of target particles 50 can be rearranged or replaced arbitrarily. 20 and FIG. 21 show an example in which one electrode 40 of the anode and cathode for electrolysis is arranged in each microchamber 10. However, the present invention is not limited to this, and the anode is placed in each microchamber 10. Both cathode and cathode electrodes can also be provided.
次に、本実施形態に係る具体的な実施例について説明する。 Next, specific examples according to the present embodiment will be described.
[マイクロ流体装置の作製]図4に示した例と同様の工程で、図3に示すような本装置1を製造した。すなわち、まず、ガラス基板上にITO層を形成した。次いで、標準的なリソグラフィーによって、マイクロチャンバーの底部に配置する電極に対応する位置にポジ型フォトレジストS1818からなるレジスト層をパターンした(図4A参照)。そして、エッチング液(HCl:H2O:HNO3=1:1:0.16)を用いてITO層をエッチングし(50℃で3.25分)、ガラス基板上に電極を形成した(図4B参照)。 [Production of Microfluidic Device] The device 1 as shown in FIG. 3 was manufactured in the same process as the example shown in FIG. That is, first, an ITO layer was formed on a glass substrate. Next, a resist layer made of a positive photoresist S1818 was patterned by standard lithography at a position corresponding to the electrode arranged at the bottom of the microchamber (see FIG. 4A). Then, the ITO layer was etched using an etchant (HCl: H 2 O: HNO 3 = 1: 1: 0.16) (3.20 minutes at 50 ° C.) to form an electrode on the glass substrate (FIG. 4B).
その後、この電極をネガ型の厚膜フォトレジストSU8でコートし、当該SU8からなるレジスト層を形成した(図4C参照)。そして、このレジスト層をパターンして、各々が底部に電極を有する48個(6×8)のマイクロチャンバーを形成した(図4D参照)。 Thereafter, this electrode was coated with a negative-type thick film photoresist SU8 to form a resist layer made of SU8 (see FIG. 4C). Then, this resist layer was patterned to form 48 (6 × 8) microchambers each having an electrode at the bottom (see FIG. 4D).
マイクロチャンバーの直径は150μmとし、深さは150μmとした。なお、このマイクロチャンバーのサイズは、哺乳動物の受精卵を1つ捕捉するために適切なサイズとして採用した。 The diameter of the microchamber was 150 μm and the depth was 150 μm. The size of the microchamber was adopted as an appropriate size for capturing one fertilized egg of a mammal.
さらに、マイクロチャンバーが形成された被覆層(SU8シート)の周囲に、シリコーンゴムのスペーサを置いた。そして、この第一部材を、ガラス基板上にITO層からなる電極が形成されてなる第二部材で覆うことにより、本装置1を作製した。 Furthermore, a silicone rubber spacer was placed around the coating layer (SU8 sheet) on which the microchamber was formed. And this apparatus 1 was produced by covering this 1st member with the 2nd member by which the electrode which consists of an ITO layer is formed on the glass substrate.
[顕微鏡観察]作製した本装置1を明視野顕微鏡で観察した。本装置1に設けられた電極を構成するITOは透明であるため倒立顕微鏡(Olympus IX71)で観察することができた。なお、マイクロチャンバーの電極は、導電性のラインテープを介して直流電源装置(Agilent E3641A)のプラスに接続し、第二部材の電極は当該直流電源装置のマイナスに接続した。すなわち、マイクロチャンバーの電極を陽極として使用し、対向する第二部材の電極を陰極として使用した。 [Microscope Observation] The produced apparatus 1 was observed with a bright field microscope. Since the ITO constituting the electrode provided in the apparatus 1 was transparent, it could be observed with an inverted microscope (Olympus IX71). The electrode of the microchamber was connected to the plus of the DC power supply (Agilent E3641A) via a conductive line tape, and the electrode of the second member was connected to the minus of the DC power supply. That is, the electrode of the microchamber was used as the anode, and the electrode of the second member facing was used as the cathode.
図22には、本装置1の顕微鏡写真の一部を拡大して示す。図22Aに示すように、SU8からなる被覆層に複数のマイクロチャンバー(chamber)が規則的に配置されているのが確認された。また、各マイクロチャンバーの底部にはITO膜のパターンにより形成された電極が配置されていた。なお、電極及び配線を構成するITOは透明であり顕微鏡下で視認することが難しかったため、図22Bには、当該電極及び配線のパターン(ITO)を示した。 FIG. 22 shows an enlarged part of a micrograph of the apparatus 1. As shown in FIG. 22A, it was confirmed that a plurality of microchambers were regularly arranged in the coating layer made of SU8. In addition, an electrode formed by an ITO film pattern was disposed at the bottom of each microchamber. In addition, since ITO which comprises an electrode and wiring was transparent and it was difficult to visually recognize under a microscope, the pattern (ITO) of the said electrode and wiring was shown in FIG. 22B.
[マイクロビーズの選択的押し出し]対象粒子として、直径100μmのポリスチレン製マイクロビーズを用いた。また、電解質水溶液としてリン酸緩衝液(Phosphate Buffered Saline:PBS)を用いた。 [Selective extrusion of microbeads] Polystyrene microbeads having a diameter of 100 μm were used as target particles. Further, a phosphate buffered solution (PBS) was used as the electrolyte aqueous solution.
まず、本装置1の内部をPBSで満たした。次いで、マイクロピペットを用いて、PBSに分散したマイクロビーズをマイクロチャンバーに注入した。この結果、48個のマイクロチャンバーのうち、44個のマイクロチャンバーの各々にマイクロビーズを1つずつ入れることができた。マイクロチャンバーに入らなかったマイクロビーズはPBSで洗い流した。図23には、本装置1において各マイクロチャンバー(chamber)にマイクロビーズ(bead)が1つずつ捕捉された様子を撮影した顕微鏡写真の一例を示す。 First, the inside of the apparatus 1 was filled with PBS. Next, microbeads dispersed in PBS were injected into the microchamber using a micropipette. As a result, one microbead could be put in each of 44 microchambers out of 48 microchambers. Microbeads that did not enter the microchamber were washed away with PBS. FIG. 23 shows an example of a micrograph in which the device 1 captures one microbead captured in each microchamber.
次に、本方法を実施して、複数のマイクロチャンバーのうち1つから選択的にマイクロビーズを解放した。図24には、本方法を実施する過程における本装置1の一部をタイムラプスビデオで経時的に撮影した画像を示す。図24Aは電圧を印加する直前(0秒)の画像を示し、図24Bは電圧を印加してから1.1秒後の画像を示し、図24Cは電圧を印加してから4.3秒後の画像を示す。 The method was then performed to selectively release microbeads from one of the plurality of microchambers. FIG. 24 shows an image of a part of the device 1 in the course of carrying out the method taken with time lapse video. 24A shows an image immediately before applying a voltage (0 second), FIG. 24B shows an image 1.1 seconds after applying the voltage, and FIG. 24C shows 4.3 seconds after applying the voltage. The image of is shown.
ここでは、図24Aに示す矢印の指す中央のマイクロチャンバー内のマイクロビーズを標的として選択した。この選択したマイクロチャンバーの底部に配置されている電極を直流電源装置と選択的に接続した。 Here, the microbead in the central microchamber indicated by the arrow shown in FIG. 24A was selected as a target. The electrode arranged at the bottom of the selected microchamber was selectively connected to a DC power supply.
そして、選択されたマイクロチャンバーの電極と、これに対向する第二部材の電極と、の間に5.2Vの電圧を印加し、当該底部のITO電極と上部のITO電極との間に電流を流して、PBSの電気分解を行った。この結果、図24Bに示すように、電圧印加直後に、標的のマイクロチャンバーでのみ、底部に配置された電極から泡(bubble)が発生した。 A voltage of 5.2 V is applied between the electrode of the selected microchamber and the electrode of the second member facing the electrode, and a current is applied between the bottom ITO electrode and the upper ITO electrode. And electrolysis of PBS was performed. As a result, as shown in FIG. 24B, immediately after the voltage application, a bubble was generated from the electrode disposed at the bottom only in the target microchamber.
その後、図24Cに示すように、標的のマイクロチャンバーに捕捉されていたマイクロビーズ(bead)は、泡によって当該マイクロチャンバーから押し出され、完全に解放された。一方、図24Cに示すように、電圧を印加していない他のマイクロチャンバーに捕捉されているマイクロビーズは解放されず保持されたままであった。 Thereafter, as shown in FIG. 24C, the microbeads captured in the target microchamber were pushed out of the microchamber by bubbles and completely released. On the other hand, as shown in FIG. 24C, the microbeads captured in other microchambers to which no voltage was applied were not released and remained held.
こうして標的とするマイクロビーズを選択的にマイクロチャンバーから解放することができた。なお、直径が10μm又は50μmのポリスチレン製マイクロビーズを用いても、同様にして選択的な解放を実現することができた。 In this way, the target microbead could be selectively released from the microchamber. Even when polystyrene microbeads having a diameter of 10 μm or 50 μm were used, selective release could be realized in the same manner.
[電気分解が哺乳動物細胞の生存率に及ぼす影響の評価]本装置1として、上述の実施例1で作製したものと同様のマイクロ流体装置を用いた。細胞として、牛動脈内皮細胞を用いた。 [Evaluation of the Effect of Electrolysis on the Survival Rate of Mammalian Cells] As the device 1, the same microfluidic device as that prepared in Example 1 was used. Bovine arterial endothelial cells were used as the cells.
まず、この細胞を分散した培養培地を本装置1内に注入して当該細胞をマイクロチャンバー内に捕捉し、所定の時間培養した。次いで、マイクロチャンバーに0〜8Vの電圧を10秒間印加した。そして、電圧を印加した直後に、細胞の生存率を評価するための市販の試薬(Live/Dead Assay(登録商標) Viability/Cytotoxicity reagent)をマイクロチャンバー内に注入した。 First, the culture medium in which the cells were dispersed was injected into the apparatus 1 to capture the cells in the microchamber and cultured for a predetermined time. Next, a voltage of 0 to 8 V was applied to the microchamber for 10 seconds. Immediately after applying the voltage, a commercially available reagent (Live / Dead Assay (registered trademark) Viability / Cytotoxicity reagent) for evaluating cell viability was injected into the microchamber.
その後、処理された細胞を蛍光顕微鏡下で観察した。上記の試薬により、死細胞は赤色、生細胞は緑色に染色された。顕微鏡下で死細胞の数を計測した。そして、総細胞数(生細胞数+死細胞数)に対する死細胞数の割合(%)を算出した。 Thereafter, the treated cells were observed under a fluorescence microscope. With the above reagent, dead cells were stained red and live cells were stained green. The number of dead cells was counted under a microscope. Then, the ratio (%) of the number of dead cells to the total number of cells (live cell number + dead cell number) was calculated.
図25には、この評価結果を示す。図25において、横軸はマイクロチャンバーに印加した電圧(V)を示し、縦軸は死細胞数の割合(%)を示す。また、図25に示す破線より左側の電圧(0V、2V)を印加した場合には泡は発生せず(no bubbles)、当該破線より右側の電圧(4V、6V、8V)を印加した場合に泡が発生した(bubbles formed)。 FIG. 25 shows the evaluation result. In FIG. 25, the horizontal axis indicates the voltage (V) applied to the microchamber, and the vertical axis indicates the ratio (%) of the number of dead cells. In addition, when a voltage (0V, 2V) on the left side of the broken line shown in FIG. 25 is applied, no bubbles are generated (no bubbles), and when a voltage (4V, 6V, 8V) on the right side of the broken line is applied. Bubbles formed.
図25に示すように、6Vより大きな電圧は細胞に対してより強いダメージを与えることがわかった。一方、6Vより低い電圧(2V、4V)ではほとんどの細胞が生存していた。したがって、6Vより小さい電圧を印加するという電気分解の条件は、細胞の選択的解放のために十分に穏やかであると確認された。なお、8Vを印加した場合であっても、死細胞の割合は10%未満であり、多くの細胞は生存状態を維持していた。 As shown in FIG. 25, it was found that a voltage higher than 6V causes stronger damage to the cells. On the other hand, most cells survived at voltages lower than 6V (2V, 4V). Therefore, the electrolysis condition of applying a voltage less than 6V was confirmed to be mild enough for selective release of cells. Even when 8 V was applied, the proportion of dead cells was less than 10%, and many cells remained viable.
[電気分解前後の温度の測定]また、ITO電極間に5.2Vの電圧を印加している間の本装置1の温度をサーモグラフ装置(Neo Thermo TVS−600、NEC Avio赤外線テクノロジー株式会社)を用いて測定した。 [Measurement of temperature before and after electrolysis] The temperature of the apparatus 1 while applying a voltage of 5.2 V between the ITO electrodes was measured using a thermograph device (Neo Thermo TVS-600, NEC Avio Infrared Technology Co., Ltd.). It measured using.
その結果、電圧を印加した前後で本装置1内の温度に変化は見られなかった。また、電圧を印加した後においても、本装置1の温度は上昇しなかった。したがって、本方法は、細胞に対して発熱によるダメージを与えることなく実施可能であることが確認できた。 As a result, there was no change in the temperature in the apparatus 1 before and after the voltage was applied. Further, even after the voltage was applied, the temperature of the device 1 did not increase. Therefore, it was confirmed that this method can be carried out without damaging the cells due to heat generation.
1 マイクロ流体装置、10 マイクロチャンバー、11 収容室、12 電気分解室、13 連通路、14 底部、15 開口部、16 狭窄路、20 第一部材、21 第一基板、22 被覆層、23 スペーサ、24 共通流路、25 流入口、26 流出口、27 ITO膜、28 ポジ型フォトレジスト層、29 ネガ型フォトレジスト層、30 第二部材、31 第二基板、40,41 電極、42 配線、50 対象粒子、60 泡、70 押出膜、71 中央部、72 接続部、73 下面、74 伸縮部、75 基部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Microfluidic device, 10 Micro chamber, 11 Accommodating chamber, 12 Electrolysis chamber, 13 Communication path, 14 Bottom part, 15 Opening part, 16 Constriction path, 20 1st member, 21 1st board | substrate, 22 Coating layer, 23 Spacer, 24 common flow path, 25 inlet, 26 outlet, 27 ITO film, 28 positive photoresist layer, 29 negative photoresist layer, 30 second member, 31 second substrate, 40, 41 electrode, 42 wiring, 50 Target particles, 60 foam, 70 extruded film, 71 center part, 72 connection part, 73 lower surface, 74 stretchable part, 75 base part.
Claims (10)
前記複数のマイクロチャンバーのうち一部のマイクロチャンバーの前記電極に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ、
前記泡の発生に伴い作動するアクチュエーターによって、前記一部のマイクロチャンバーから選択的に前記粒子を押し出す
ことを特徴とする方法。 Each of the particles to be manipulated is captured in a plurality of microchambers each having at least one electrode of an anode and a cathode for electrolysis,
Water is electrolyzed by applying a voltage to the electrodes of some of the plurality of microchambers to generate bubbles,
A method of selectively extruding the particles from the partial microchamber by an actuator that operates as the bubbles are generated.
ことを特徴とする請求項1に記載された方法。 The method according to claim 1, wherein the actuator is the bubble that floats or the liquid in the microchamber that flows with the generation of the bubble.
ことを特徴とする請求項1に記載された方法。 2. The actuator according to claim 1, wherein the actuator is a stretchable film that is provided between the electrode and the particle in the microchamber and is deformed so as to push out the particle as the bubble is generated. Method.
前記複数のマイクロチャンバーの各々に前記細胞を1つずつ捕捉して培養し、
前記複数のマイクロチャンバーで培養された複数の前記細胞のうち一部を回収すべき細胞として決定し、
前記複数のマイクロチャンバーのうち前記回収すべき細胞が捕捉されている一部のマイクロチャンバーの前記電極に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ、
前記泡の発生に伴い作動する前記アクチュエーターによって、前記一部のマイクロチャンバーから選択的に前記細胞を押し出す
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載された方法。 The particles are cells;
Capturing and culturing the cells one by one in each of the plurality of microchambers;
A part of the plurality of cells cultured in the plurality of microchambers is determined as a cell to be collected;
By applying a voltage to the electrodes of some of the microchambers in which the cells to be collected are captured among the plurality of microchambers to generate bubbles by electrolyzing water,
The method according to any one of claims 1 to 3, wherein the cells are selectively pushed out from the partial microchamber by the actuator that operates in association with the generation of the bubbles.
前記一部のマイクロチャンバーから選択的に押し出された前記受精卵を生きた状態で回収する
ことを特徴とする請求項4に記載された方法。 The cell is a fertilized egg;
The method according to claim 4, wherein the fertilized eggs selectively extruded from the partial microchamber are collected in a live state.
前記複数のマイクロチャンバーが開口する共通流路と、
を備えたマイクロ流体装置であって、
前記複数のマイクロチャンバーの各々には、電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極が配置されている
ことを特徴とするマイクロ流体装置。 A plurality of microchambers for capturing particles;
A common flow path in which the plurality of microchambers are opened;
A microfluidic device comprising:
Each of the plurality of micro chambers is provided with at least one of an anode for electrolysis and a cathode.
前記第一部材に積層された第二部材と、
を備え、
前記複数のマイクロチャンバーの各々には、前記陽極及び陰極のうち一方の電極が配置され、
前記第二部材には、前記陽極及び陰極のうち他方の電極が配置されている
ことを特徴とする請求項6に記載されたマイクロ流体装置。 A first member provided with the plurality of microchambers;
A second member laminated to the first member;
With
In each of the plurality of microchambers, one of the anode and the cathode is disposed,
The microfluidic device according to claim 6, wherein the second member is provided with the other electrode of the anode and the cathode.
ことを特徴とする請求項6に記載されたマイクロ流体装置。 The microfluidic device according to claim 6, wherein both the anode and the cathode are arranged in each of the plurality of microchambers.
ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載されたマイクロ流体装置。 Each of the plurality of microchambers includes a storage chamber that opens to the common channel and stores the particles, and an electrolysis chamber that is provided in communication with the storage chamber and in which the electrode is disposed. The microfluidic device according to any one of claims 6 to 8, characterized in that
ことを特徴とする請求項6乃至8のいずれかに記載されたマイクロ流体装置。 Each of the plurality of microchambers is provided between a storage chamber that opens to the common channel and stores the particles, an electrolysis chamber in which the electrodes are disposed, and the storage chamber and the electrolysis chamber. And a stretchable film that is deformed so as to push out the particles from the storage chamber as bubbles are generated by electrolysis of water in the electrolysis chamber. The microfluidic device described in 1.
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| JP (1) | JP2011000079A (en) |
| WO (1) | WO2010147078A1 (en) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015022042A (en) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 国立大学法人 東京大学 | Microscope system for analyzing a single cell, method for analyzing a single cell, and kit for analysis |
| JP2017093359A (en) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | 一般財団法人生産技術研究奨励会 | Microchamber array device and method of analyzing inspection object using the same |
| WO2018154886A1 (en) * | 2017-02-21 | 2018-08-30 | ソニー株式会社 | Particle-trapping chip, particle-trapping device and particle-trapping method |
| WO2019069900A1 (en) * | 2017-10-03 | 2019-04-11 | Nok株式会社 | Cell capturing device |
| KR20190130890A (en) * | 2018-05-15 | 2019-11-25 | 명지대학교 산학협력단 | Chip for microfluidic device, microfluidic device using the same and method for manufacturing microfluidic device and microfluidic device using the same |
| US10829728B2 (en) | 2015-12-30 | 2020-11-10 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic devices for optically-driven convection and displacement, kits and methods thereof |
| US11203018B2 (en) | 2016-04-15 | 2021-12-21 | Berkeley Lights, Inc. | Methods, systems and kits for in-pen assays |
| US11612890B2 (en) | 2019-04-30 | 2023-03-28 | Berkeley Lights, Inc. | Methods for encapsulating and assaying cells |
| US11666913B2 (en) | 2015-11-23 | 2023-06-06 | Berkeley Lights, Inc | In situ-generated microfluidic isolation structures, kits and methods of use thereof |
| US11789016B2 (en) | 2017-10-15 | 2023-10-17 | Phenomex Inc. | Methods, systems and kits for in-pen assays |
| US12467031B2 (en) | 2019-02-15 | 2025-11-11 | Bruker Cellular Analysis, Inc. | Laser-assisted repositioning of a micro-object and culturing of an attachment-dependent cell in a microfluidic environment |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5831867B2 (en) * | 2011-03-30 | 2015-12-09 | 国立大学法人島根大学 | Technology for visualizing substance interactions in real time |
| EP3964285A1 (en) | 2011-09-26 | 2022-03-09 | Thermo Fisher Scientific Geneart GmbH | High efficiency, small volume nucleic acid synthesis |
| US9857333B2 (en) * | 2012-10-31 | 2018-01-02 | Berkeley Lights, Inc. | Pens for biological micro-objects |
| US9889445B2 (en) | 2013-10-22 | 2018-02-13 | Berkeley Lights, Inc. | Micro-fluidic devices for assaying biological activity |
| CA3095333C (en) | 2013-10-22 | 2024-01-30 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic devices having sequestration pens and methods of testing biological micro-objects with same |
| SG10202002543UA (en) | 2013-10-22 | 2020-05-28 | Berkeley Lights Inc | Micro-fluidic devices for assaying biological activity |
| US11192107B2 (en) | 2014-04-25 | 2021-12-07 | Berkeley Lights, Inc. | DEP force control and electrowetting control in different sections of the same microfluidic apparatus |
| US20150306599A1 (en) | 2014-04-25 | 2015-10-29 | Berkeley Lights, Inc. | Providing DEP Manipulation Devices And Controllable Electrowetting Devices In The Same Microfluidic Apparatus |
| US9757727B2 (en) | 2014-05-29 | 2017-09-12 | Massachusetts Institute Of Technology | Hydrodynamic trap array |
| WO2015188171A1 (en) | 2014-06-06 | 2015-12-10 | Berkeley Lights, Inc. | Isolating microfluidic structures and trapping bubbles |
| CN106999933B (en) * | 2014-11-19 | 2019-10-18 | Imec 非营利协会 | Microbubble generator device, system and method of manufacture |
| US10058865B2 (en) | 2014-12-08 | 2018-08-28 | Berkeley Lights, Inc. | Actuated microfluidic structures for directed flow in a microfluidic device and methods of use thereof |
| CA2970477C (en) | 2014-12-09 | 2022-03-15 | Life Technologies Corporation | High efficiency, small volume nucleic acid synthesis |
| US10578630B2 (en) | 2014-12-09 | 2020-03-03 | Berkeley Lights, Inc. | Automated identification of assay areas in a microfluidic device and detection of assay positive areas based on rate of change of image light intensity |
| US9744533B2 (en) | 2014-12-10 | 2017-08-29 | Berkeley Lights, Inc. | Movement and selection of micro-objects in a microfluidic apparatus |
| US10384204B2 (en) | 2014-12-10 | 2019-08-20 | Berkeley Lights, Inc. | Systems for operating electrokinetic devices |
| IL284235B (en) | 2015-04-22 | 2022-07-01 | Berkeley Lights Inc | Kits and methods for preparing a microfluidic device for cell culture |
| US10751715B1 (en) | 2015-04-22 | 2020-08-25 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic reporter cell assay methods and kits thereof |
| WO2016172623A1 (en) | 2015-04-22 | 2016-10-27 | Berkeley Lights, Inc. | Manipulation of cell nuclei in a micro-fluidic device |
| CN107810059B (en) | 2015-04-22 | 2021-03-23 | 伯克利之光生命科技公司 | Freezing and archiving cells on microfluidic devices |
| CN108291859B (en) | 2015-08-18 | 2021-03-19 | 财团法人卫生研究院 | Microfluidic transport chip for high-throughput majority single-cell capture |
| CN108367290B (en) | 2015-10-01 | 2021-06-04 | 伯克利之光生命科技公司 | Well plate incubator |
| US10799865B2 (en) | 2015-10-27 | 2020-10-13 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic apparatus having an optimized electrowetting surface and related systems and methods |
| CA3005077C (en) | 2015-12-08 | 2023-02-28 | Berkeley Lights, Inc. | In situ-generated microfluidic assay structures, related kits, and methods of use thereof |
| WO2017117521A1 (en) | 2015-12-31 | 2017-07-06 | Berkeley Lights, Inc. | Tumor infilitrating cells engineered to express a pro-inflammatory polypeptide |
| SG11201805592RA (en) | 2016-01-15 | 2018-07-30 | Berkeley Lights Inc | Methods of producing patient-specific anti-cancer therapeutics and methods of treatment therefor |
| WO2017160991A1 (en) | 2016-03-16 | 2017-09-21 | Lavieu Gregory G | Methods, systems and devices for selection and generation of genome edited clones |
| US10675625B2 (en) | 2016-04-15 | 2020-06-09 | Berkeley Lights, Inc | Light sequencing and patterns for dielectrophoretic transport |
| CN109689213B (en) | 2016-05-26 | 2022-10-14 | 伯克利之光生命科技公司 | Covalently modified surface, kit, preparation method and application |
| JP7038100B2 (en) | 2016-07-21 | 2022-03-17 | バークレー ライツ,インコーポレイテッド | Sorting of T lymphocytes with a microfluidic device |
| WO2018102781A1 (en) | 2016-12-01 | 2018-06-07 | Berkeley Lights, Inc. | Well-plate incubator |
| EP3562594A4 (en) | 2016-12-30 | 2020-09-09 | The Regents of University of California | METHOD OF SELECTION AND GENERATION OF GENOMEDITED T-CELLS |
| SG11202102489XA (en) | 2018-09-21 | 2021-04-29 | Berkeley Lights Inc | Functionalized well plate, methods of preparation and use thereof |
| CA3115808A1 (en) | 2018-10-11 | 2020-04-16 | Berkeley Lights, Inc. | Systems and methods for identification of optimized protein production and kits therefor |
| CN113366312A (en) | 2018-11-01 | 2021-09-07 | 伯克利之光生命科技公司 | Method for assaying biological cells in a microfluidic environment |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006348906A (en) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Tsukuba Technology Seed Kk | Liquid feeder |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61501126A (en) * | 1983-11-08 | 1986-06-12 | バー イラン ユニバーシティー | Cell selection systems and methods |
| CA2390375A1 (en) * | 1999-11-10 | 2001-05-17 | Massachusetts Institute Of Technology | Cell analysis and sorting apparatus for manipulation of cells |
-
2009
- 2009-06-19 JP JP2009146736A patent/JP2011000079A/en active Pending
-
2010
- 2010-06-14 WO PCT/JP2010/060028 patent/WO2010147078A1/en not_active Ceased
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006348906A (en) * | 2005-06-20 | 2006-12-28 | Tsukuba Technology Seed Kk | Liquid feeder |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| JPN6010048873; Lab Chip, vol.8(2), pp.259-266 (2008) * |
| JPN6010048874; Anal.Chem., vol.79, pp.2359-2366 (2007) * |
| JPN6010048875; Proc.Natl.Acad.Sci.USA., vol.104, pp.1146-1151 (2007) * |
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015022042A (en) * | 2013-07-17 | 2015-02-02 | 国立大学法人 東京大学 | Microscope system for analyzing a single cell, method for analyzing a single cell, and kit for analysis |
| US12138626B2 (en) | 2015-11-23 | 2024-11-12 | Bruker Cellular Analysis, Inc. | In situ-generated microfluidic isolation structures, kits and methods of use thereof |
| US11666913B2 (en) | 2015-11-23 | 2023-06-06 | Berkeley Lights, Inc | In situ-generated microfluidic isolation structures, kits and methods of use thereof |
| JP2017093359A (en) * | 2015-11-25 | 2017-06-01 | 一般財団法人生産技術研究奨励会 | Microchamber array device and method of analyzing inspection object using the same |
| US11802264B2 (en) | 2015-12-30 | 2023-10-31 | Phenomex Inc. | Microfluidic devices for optically-driven convection and displacement, kits and methods thereof |
| US10829728B2 (en) | 2015-12-30 | 2020-11-10 | Berkeley Lights, Inc. | Microfluidic devices for optically-driven convection and displacement, kits and methods thereof |
| US11203018B2 (en) | 2016-04-15 | 2021-12-21 | Berkeley Lights, Inc. | Methods, systems and kits for in-pen assays |
| WO2018154886A1 (en) * | 2017-02-21 | 2018-08-30 | ソニー株式会社 | Particle-trapping chip, particle-trapping device and particle-trapping method |
| JPWO2018154886A1 (en) * | 2017-02-21 | 2019-12-12 | ソニー株式会社 | Particle capturing chip, particle capturing apparatus, and particle capturing method |
| US11135587B2 (en) | 2017-02-21 | 2021-10-05 | Sony Corporation | Particle trapping chip, particle trapping device, and particle trapping method |
| JPWO2019069900A1 (en) * | 2017-10-03 | 2019-11-14 | Nok株式会社 | Cell capture device |
| US11421198B2 (en) | 2017-10-03 | 2022-08-23 | Nok Corporation | Cell capture apparatus |
| WO2019069900A1 (en) * | 2017-10-03 | 2019-04-11 | Nok株式会社 | Cell capturing device |
| US11789016B2 (en) | 2017-10-15 | 2023-10-17 | Phenomex Inc. | Methods, systems and kits for in-pen assays |
| KR102069800B1 (en) | 2018-05-15 | 2020-01-23 | 명지대학교 산학협력단 | Chip for microfluidic device, microfluidic device using the same and method for manufacturing microfluidic device and microfluidic device using the same |
| KR20190130890A (en) * | 2018-05-15 | 2019-11-25 | 명지대학교 산학협력단 | Chip for microfluidic device, microfluidic device using the same and method for manufacturing microfluidic device and microfluidic device using the same |
| US12467031B2 (en) | 2019-02-15 | 2025-11-11 | Bruker Cellular Analysis, Inc. | Laser-assisted repositioning of a micro-object and culturing of an attachment-dependent cell in a microfluidic environment |
| US11612890B2 (en) | 2019-04-30 | 2023-03-28 | Berkeley Lights, Inc. | Methods for encapsulating and assaying cells |
| US12179191B2 (en) | 2019-04-30 | 2024-12-31 | Bruker Cellular Analysis, Inc. | Methods for encapsulating and assaying cells |
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