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JP7058579B2 - Pore device and particle measurement system - Google Patents

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JP7058579B2
JP7058579B2 JP2018175144A JP2018175144A JP7058579B2 JP 7058579 B2 JP7058579 B2 JP 7058579B2 JP 2018175144 A JP2018175144 A JP 2018175144A JP 2018175144 A JP2018175144 A JP 2018175144A JP 7058579 B2 JP7058579 B2 JP 7058579B2
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electrode
pore device
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武晃 高田
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Description

本発明は、ポアデバイスを用いた計測に関する。 The present invention relates to measurement using a pore device.

電気的検知帯法(コールター原理)と呼ばれる粒度分布測定法が知られている。この測定法では、粒子を含む電解液を、ナノポアと称される細孔を通過させる。粒子が細孔を通過するとき、細孔中の電解液は粒子の体積に相当する量だけ減少し、細孔の電気抵抗を増加させる。したがって細孔の電気抵抗を測定することで、粒子より細孔の厚みの方が大きい場合には通過する粒子の体積を測定することができ、粒子より細孔の厚みの方が十分に小さい場合、通過している粒子の断面積(すなわち粒径)を測定することができる。 A particle size distribution measurement method called the electrical detection band method (Coulter principle) is known. In this measurement method, an electrolytic solution containing particles is passed through pores called nanopores. As the particles pass through the pores, the electrolyte in the pores is reduced by an amount corresponding to the volume of the particles, increasing the electrical resistance of the pores. Therefore, by measuring the electrical resistance of the pores, the volume of the passing particles can be measured when the thickness of the pores is larger than that of the particles, and when the thickness of the pores is sufficiently smaller than that of the particles. , The cross section (ie, particle size) of the passing particles can be measured.

図1は、電気的検知帯法を用いた微粒子測定システム1Rのブロック図である。微粒子測定システム1Rは、ポアデバイス100、計測装置200Rおよびデータ処理装置300を備える。 FIG. 1 is a block diagram of a fine particle measurement system 1R using an electrical detection band method. The fine particle measurement system 1R includes a pore device 100, a measurement device 200R, and a data processing device 300.

ポアデバイス100の内部は、検出対象の粒子4を含む電解液2が満たされる。ポアデバイス100の内部は、ポアチップ102によって2つの空間に隔てられており、2つの空間には電極106と電極108が設けられる。電極106と電極108の間に電位差を発生させると、電極間にイオン電流が流れ、また電気泳動によって粒子4が細孔104を経由して、一方の空間から他方の空間に移動する。 The inside of the pore device 100 is filled with the electrolytic solution 2 containing the particles 4 to be detected. The inside of the pore device 100 is separated into two spaces by a pore chip 102, and the electrodes 106 and 108 are provided in the two spaces. When a potential difference is generated between the electrodes 106 and 108, an ionic current flows between the electrodes, and the particles 4 move from one space to the other via the pores 104 by electrophoresis.

計測装置200Rは、電極対106,108の間に電位差を発生させるとともに、電極対の間の抵抗値Rpと相関を有する情報を取得する。計測装置200Rは、トランスインピーダンスアンプ210、電圧源220、デジタイザ230を含む。電圧源220は電極対106,108の間に電位差Vbを発生させる。この電位差Vbは、電気泳動の駆動源であるとともに、抵抗値Rpを測定するためのバイアス信号となる。 The measuring device 200R generates a potential difference between the electrode pairs 106 and 108, and acquires information having a correlation with the resistance value Rp between the electrode pairs. The measuring device 200R includes a transimpedance amplifier 210, a voltage source 220, and a digitizer 230. The voltage source 220 generates a potential difference Vb between the electrode pairs 106 and 108. This potential difference Vb is a driving source for electrophoresis and a bias signal for measuring the resistance value Rp.

電極対106,108の間には、細孔104の抵抗に反比例する微小電流Isが流れる。
Is=Vb/Rp …(1)
A minute current Is, which is inversely proportional to the resistance of the pore 104, flows between the electrode pairs 106 and 108.
Is = Vb / Rp ... (1)

トランスインピーダンスアンプ210は、微小電流Isを電圧信号Vsに変換する。変換ゲインをrとするとき、以下の式が成り立つ。
Vs=-r×Is …(2)
式(1)を式(2)に代入すると、式(3)が得られる。
Vs=-Vb×r/Rp …(3)
デジタイザ230は、電圧信号VsをデジタルデータDsに変換する。このように計測装置200Rにより、細孔104の抵抗値Rpに反比例する電圧信号Vsを得ることができる。
The transimpedance amplifier 210 converts the minute current Is into a voltage signal Vs. When the conversion gain is r, the following equation holds.
Vs = -r x Is ... (2)
Substituting Eq. (1) into Eq. (2) gives Eq. (3).
Vs = -Vb x r / Rp ... (3)
The digitizer 230 converts the voltage signal Vs into digital data Ds. In this way, the measuring device 200R can obtain a voltage signal Vs that is inversely proportional to the resistance value Rp of the pore 104.

図2は、計測装置200Rにより測定される例示的な微小電流Isの波形図である。なお本明細書において参照する波形図やタイムチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化され、あるいは誇張もしくは強調されている。 FIG. 2 is a waveform diagram of an exemplary minute current Is measured by the measuring device 200R. The vertical and horizontal axes of the waveform charts and time charts referred to in the present specification are appropriately enlarged or reduced for easy understanding, and each waveform shown is also simplified for easy understanding. It is made, or exaggerated or emphasized.

粒子が通過する短い期間、細孔104の抵抗値Rpが増大する。したがって、粒子が通過するごとに電流Isはパルス状に減少する。個々のパルス電流の振幅は、粒径と相関を有する。データ処理装置300は、デジタルデータDsを処理し、電解液2に含まれる粒子4の個数や粒径分布などを解析する。 The resistance value Rp of the pores 104 increases for a short period of time through which the particles pass. Therefore, the current Is decreases in a pulse shape as the particles pass through. The amplitude of the individual pulse currents correlates with the particle size. The data processing apparatus 300 processes the digital data Ds and analyzes the number of particles 4 and the particle size distribution contained in the electrolytic solution 2.

特開2011-513739号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-513739 特開平4-040373号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-040373 特表平7-504989号公報Special Table No. 7-504989 特開2004-510980号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-510980

図3(a)~(b)は、本発明者らが検討したポアデバイスの断面図である。図3(a)のポアデバイス100Rには、電極対106,108に相当する2本の電極E1,E2が設けられる。電極E1,E2は、電極棒や電極板であり、一方の電極E1は、ポアチップ102の上側の空間に挿入され、他方の電極E2は、ポアチップ102の下側の空間に挿入される。 3 (a) to 3 (b) are cross-sectional views of the pore device examined by the present inventors. The pore device 100R of FIG. 3A is provided with two electrodes E1 and E2 corresponding to the electrode pairs 106 and 108. The electrodes E1 and E2 are an electrode rod or an electrode plate, one electrode E1 is inserted into the space above the pore tip 102, and the other electrode E2 is inserted into the space below the pore tip 102.

図3(a)の構造では、電極E1,E2の位置ズレが測定誤差の原因となりうる。また、電極E1,E2は、電解質溶液と直接接触するため、腐食・劣化が避けられず、頻繁に交換する必要があることから、装置のコストが高くなる。 In the structure of FIG. 3A, the positional deviation of the electrodes E1 and E2 can cause a measurement error. Further, since the electrodes E1 and E2 are in direct contact with the electrolyte solution, corrosion / deterioration is unavoidable, and the electrodes need to be replaced frequently, which increases the cost of the device.

図3(b)のポアデバイス100Sにおいて、電極対106,108に相当する電極E3,E4が、ポアチップ102の表面と裏面の上に直接形成される。この場合、電極E3,E4は、半導体製造プロセスにより安価に形成することができ、電極E3,E4は、ポアデバイス100Sとともに使い捨てが可能である。一方でポアチップ102の厚みは、数百μm~数mmのオーダーと薄いため、図3(b)の構造では、電極E3,E4の間の寄生容量が大きくなり、測定器の応答速度が低下するという問題が生ずる。 In the pore device 100S of FIG. 3B, electrodes E3 and E4 corresponding to electrode pairs 106 and 108 are formed directly on the front surface and the back surface of the pore chip 102. In this case, the electrodes E3 and E4 can be inexpensively formed by the semiconductor manufacturing process, and the electrodes E3 and E4 can be disposable together with the pore device 100S. On the other hand, since the thickness of the pore chip 102 is as thin as several hundred μm to several mm, in the structure of FIG. 3B, the parasitic capacitance between the electrodes E3 and E4 becomes large, and the response speed of the measuring instrument decreases. The problem arises.

本発明は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、運用コストが安く、寄生容量を低減したポアデバイスの提供にある。 The present invention has been made in such a situation, and one of the exemplary purposes of the embodiment is to provide a pore device having a low operating cost and a reduced parasitic capacitance.

本発明のある態様は、ポアデバイスに関する。ポアデバイスは、細孔を有するポアチップと、ポアチップの第1面と隣接し、細孔とオーバーラップする箇所に第1開口が設けられた第1絶縁部材と、ポアチップの第2面と隣接し、細孔とオーバーラップする箇所に第2開口が設けられた第2絶縁部材と、第1絶縁部材のポアチップと反対の面に設けられた第1電極と、第2絶縁部材のポアチップと反対の面に設けられた第2電極と、を備える。 One aspect of the invention relates to a pore device. The pore device is adjacent to a pore chip having pores, a first insulating member having a first opening at a position overlapping the pores and adjacent to the first surface of the pore chip, and adjacent to a second surface of the pore chip. A second insulating member having a second opening at a position overlapping with the pores, a first electrode provided on a surface opposite to the pore chip of the first insulating member, and a surface opposite to the pore chip of the second insulating member. The second electrode provided in the above is provided.

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above components or components and expressions of the present invention that are mutually replaced between methods, devices, and the like are also effective as aspects of the present invention.

本発明のある態様によれば、運用コストが安く、寄生容量を低減したポアデバイスを提供できる。 According to an aspect of the present invention, it is possible to provide a pore device having a low operating cost and a reduced parasitic capacitance.

電気的検知帯法を用いた微粒子測定システムのブロック図である。It is a block diagram of the fine particle measurement system using the electric detection band method. 計測装置により測定される例示的な微小電流Isの波形図である。It is a waveform diagram of an exemplary microcurrent Is measured by a measuring device. 図3(a)、(b)は、本発明者らが検討したポアデバイスの断面図である。3A and 3B are cross-sectional views of the pore device examined by the present inventors. 図4(a)、(b)は、実施の形態に係るポアデバイスの断面図である。4 (a) and 4 (b) are cross-sectional views of the pore device according to the embodiment. 図5(a)は、図3(b)のポアデバイスの寄生素子の分布を示す断面図であり、図5(b)は、図4のポアデバイスの寄生素子の分布を示す断面図である。5 (a) is a cross-sectional view showing the distribution of parasitic elements of the pore device of FIG. 3 (b), and FIG. 5 (b) is a cross-sectional view showing the distribution of parasitic elements of the pore device of FIG. .. 実施例1に係るポアデバイスの層構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the layer structure of the pore device which concerns on Example 1. FIG. 図6のポアデバイスの斜視図である。It is a perspective view of the pore device of FIG. 図6のポアデバイスの組み立て図である。It is an assembly drawing of the pore device of FIG. 図6のポアデバイスを収容するインタフェースソケットを示す図である。It is a figure which shows the interface socket which accommodates the pore device of FIG. 実施例2に係るポアデバイスの層構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the layer structure of the pore device which concerns on Example 2. FIG. 図10のポアデバイスの斜視図である。It is a perspective view of the pore device of FIG. 図12(a)、(b)は、図10のポアデバイスの第1カバー部材および第2カバー部材の斜視図である。12 (a) and 12 (b) are perspective views of the first cover member and the second cover member of the pore device of FIG. 図12(a)、(b)の第1カバー部材、第2カバー部材の層構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the layer structure of the 1st cover member and the 2nd cover member of FIGS. 12A and 12B. 実施例3に係るポアデバイスの断面図である。It is sectional drawing of the pore device which concerns on Example 3. FIG. 実施例4に係るポアデバイスの断面図である。It is sectional drawing of the pore device which concerns on Example 4. FIG.

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings based on the preferred embodiments. The same or equivalent components, members, and processes shown in the drawings shall be designated by the same reference numerals, and duplicate description thereof will be omitted as appropriate. Further, the embodiment is not limited to the invention, but is an example, and all the features and combinations thereof described in the embodiment are not necessarily essential to the invention.

本明細書において、「部材Aが、部材Bと接続された状態」とは、部材Aと部材Bが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Aと部材Bが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。 In the present specification, the "state in which the member A is connected to the member B" means that the member A and the member B are physically directly connected, and the member A and the member B are electrically connected to each other. It also includes cases of being indirectly connected via other members that do not substantially affect the connection state or impair the functions and effects performed by the combination thereof.

同様に、「部材Cが、部材Aと部材Bの間に設けられた状態」とは、部材Aと部材C、あるいは部材Bと部材Cが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。 Similarly, "a state in which the member C is provided between the member A and the member B" means that the member A and the member C, or the member B and the member C are directly connected, and their electricity. It also includes cases of being indirectly connected via other members that do not substantially affect the connection state or impair the functions and effects performed by the combination thereof.

また図面に記載される各部材の寸法(厚み、長さ、幅など)は、理解の容易化のために適宜、拡大縮小されている場合がある。さらには複数の部材の寸法は、必ずしもそれらの大小関係を表しているとは限らず、図面上で、ある部材Aが、別の部材Bよりも厚く描かれていても、部材Aが部材Bよりも薄いこともあり得る。 Further, the dimensions (thickness, length, width, etc.) of each member described in the drawings may be appropriately enlarged or reduced for ease of understanding. Furthermore, the dimensions of the plurality of members do not necessarily represent the magnitude relationship between them, and even if one member A is drawn thicker than another member B on the drawing, the member A is the member B. It can be thinner than.

本明細書における断面図は、各部材の位置をX-Y平面上で移動して示す場合がある。 The cross-sectional view in the present specification may show the position of each member by moving it on the XY plane.

図4(a)は、実施の形態に係るポアデバイス600の断面図であり、図4(b)は、ポアチップ610の断面図である。図4(b)に示すように、ポアチップ610は、フィルム614と基材616を含む。フィルム614は、窒化ケイ素(Si)などであり、加工により細孔612が形成される。細孔612の径φは、100nm~1μmであり、被測定検体に含まれる粒子の径よりも大きい。フィルム614の厚みは、20~50nm程度であり、粒子の径より小さいことが望ましい。このような薄いフィルム614を補強するために、フィルム614は、基材616の上に形成される。基材616の材料はシリコン(Si)などの半導体材料や、ガラスなどの絶縁体を選択することができ、その厚みは500μm程度とすることができる。シリコンは、二酸化ケイ素(SiO)の上に結晶成長で形成してもよい。細孔612の直下において、基材616は開口されている。基材616の開口径φは、細孔の径φより十分に大きく、数百μm程度(たとえば200~300μm)とすることができる。その限りでないが、SiOの上に、Sを成長し、その上にSi薄膜を形成した上で、基材616を裏面側からエッチングにより開口し、またフィルム614を開口してもよい。 FIG. 4A is a cross-sectional view of the pore device 600 according to the embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view of the pore chip 610. As shown in FIG. 4B, the pore chip 610 includes a film 614 and a substrate 616. The film 614 is made of silicon nitride (Si 3 N 4 ) or the like, and pores 612 are formed by processing. The diameter φ 1 of the pore 612 is 100 nm to 1 μm, which is larger than the diameter of the particles contained in the sample to be measured. The thickness of the film 614 is about 20 to 50 nm, preferably smaller than the diameter of the particles. To reinforce such a thin film 614, the film 614 is formed on the substrate 616. As the material of the base material 616, a semiconductor material such as silicon (Si) or an insulator such as glass can be selected, and the thickness thereof can be about 500 μm. Silicon may be formed by crystal growth on silicon dioxide (SiO 2 ). Immediately below the pores 612, the base material 616 is open. The opening diameter φ2 of the base material 616 is sufficiently larger than the pore diameter φ1 and can be about several hundred μm (for example, 200 to 300 μm). Although not limited to this, Si is grown on SiO 2 , a Si 3N 4 thin film is formed on the Si 3 N 4 thin film, and the base material 616 is opened by etching from the back surface side, and the film 614 is opened. May be good.

図4(a)を参照する。ポアデバイス600は、ポアチップ610、第1絶縁部材620、第2絶縁部材630、第1電極640、第2電極650を備える。 See FIG. 4 (a). The pore device 600 includes a pore chip 610, a first insulating member 620, a second insulating member 630, a first electrode 640, and a second electrode 650.

ポアチップ610は細孔612を有する。ポアチップ610のうち、細孔の径がナノオーダーのものをナノポアチップと称する。実施の形態に係るポアデバイス600は、特にナノポアチップとの組み合わせに好適であるが、細孔の径に限定されずに適用可能である。なお、ナノポアチップを有するポアデバイスを特にナノポアデバイスと称する。 The pore chip 610 has pores 612. Of the pore chips 610, those having pore diameters on the nano-order are called nanopore chips. The pore device 600 according to the embodiment is particularly suitable for combination with a nanopore chip, but can be applied without being limited to the diameter of the pores. A pore device having a nanopore chip is particularly referred to as a nanopore device.

ポアチップ610は、第1絶縁部材620および第2絶縁部材630に挟み込まれる。第1絶縁部材620はポアチップ610の第1面S1と隣接しており、細孔612とオーバーラップする箇所に、第1開口622が設けられる。第2絶縁部材630はポアチップ610の第2面S2と隣接し、細孔612とオーバーラップする箇所に、第2開口632が設けられる。第1面S1は使用における鉛直上方向、第2面S2は使用における鉛直下方向を向いてもよい。 The pore chip 610 is sandwiched between the first insulating member 620 and the second insulating member 630. The first insulating member 620 is adjacent to the first surface S1 of the pore chip 610, and the first opening 622 is provided at a position overlapping with the pore 612. The second insulating member 630 is adjacent to the second surface S2 of the pore chip 610, and a second opening 632 is provided at a position overlapping the pore 612. The first surface S1 may face vertically upward in use, and the second surface S2 may face vertically downward in use.

第1電極640は、第1絶縁部材620のポアチップ610と反対の面に形成される。第2電極650は、第2絶縁部材630のポアチップ610と反対の面に形成される。 The first electrode 640 is formed on the surface of the first insulating member 620 opposite to the pore tip 610. The second electrode 650 is formed on the surface of the second insulating member 630 opposite to the pore tip 610.

ポアデバイス600は、ポアチップ610によって第1空間602と第2空間604に隔てられている。ポアデバイス600は、第1空間602、第2空間604それぞれに、電解液を注入可能に構成される。またポアデバイス600は、第1空間602に測定対象の粒子を含む被測定検体を注入可能に構成される。 The pore device 600 is separated into a first space 602 and a second space 604 by a pore chip 610. The pore device 600 is configured so that an electrolytic solution can be injected into each of the first space 602 and the second space 604. Further, the pore device 600 is configured to be capable of injecting a sample to be measured containing particles to be measured into the first space 602.

以上がポアデバイス600の基本構成である。続いてその利点を説明する。図5(a)は、図3(b)のポアデバイス100Sの寄生素子の分布を示す断面図であり、図5(b)は、図4のポアデバイス600の寄生素子の分布を示す断面図である。 The above is the basic configuration of the pore device 600. Next, the advantages will be described. 5 (a) is a cross-sectional view showing the distribution of the parasitic elements of the pore device 100S of FIG. 3 (b), and FIG. 5 (b) is a cross-sectional view showing the distribution of the parasitic elements of the pore device 600 of FIG. Is.

図5(a)を参照すると、従来のポアデバイス100Sは、電極E3とE4の間に寄生容量Cが形成される。細孔612の径φがナノオーダー、ポアチップ102の厚みdが数百ミクロン~数mmとすると、寄生容量Cは、厚みdにより支配的に規定される。 Referring to FIG. 5A, in the conventional pore device 100S, a parasitic capacitance C0 is formed between the electrodes E3 and E4. Assuming that the diameter φ of the pore 612 is nano-order and the thickness d 0 of the pore chip 102 is several hundred microns to several mm, the parasitic capacitance C 0 is predominantly defined by the thickness d 0 .

図5(b)を参照する。図4のポアデバイス600では、第1電極640と第2電極650の間の寄生容量Cは、寄生容量CdとCとCdの直列接続とみなすことができる。
1/C=1/Cd+1/C+1/Cd
C={1/Cd+1/C+1/Cd-1 …(1)
See FIG. 5 (b). In the pore device 600 of FIG. 4, the parasitic capacitance C between the first electrode 640 and the second electrode 650 can be regarded as a series connection of the parasitic capacitances Cd 1 , C 0 , and Cd 2 .
1 / C = 1 / Cd 1 + 1 / C 0 + 1 / Cd 2
C = {1 / Cd 1 + 1 / C 0 + 1 / Cd 2 } -1 ... (1)

Cd=Cd=Cdとすると、
C={2/Cd+1/C-1
=C/{1+2C/Cd} …(2)
1+2C/C>1であるから、C<Cが成り立つ。なお、C<Cは、Cd≠Cdの場合にも成立する。
If Cd 1 = Cd 2 = Cd,
C = {2 / Cd + 1 / C 0 } -1
= C 0 / {1 + 2C 0 / Cd} ... (2)
Since 1 + 2C 0 / C d > 1, C <C 0 holds. It should be noted that C <C 0 also holds when Cd 1 ≠ Cd 2 .

/Cdをパラメータαに置き換えると、ポアデバイス600における寄生容量Cは、ポアデバイス100Sにおける寄生容量Cの、1/(1+2α)倍とすることができる。 By replacing C 0 / Cd with the parameter α, the parasitic capacitance C in the pore device 600 can be 1 / (1 + 2α) times the parasitic capacitance C 0 in the pore device 100S.

ポアチップ610に関して、寄生容量Cに寄与する電極面積をS、誘電率をεとするとき、寄生容量Cは以下の式(3)で近似できる。
=εS/d (3)
For the pore chip 610, when the electrode area contributing to the parasitic capacitance C 0 is S 0 and the dielectric constant is ε, the parasitic capacitance C 0 can be approximated by the following equation (3).
C 0 = εS 0 / d 0 (3)

第1絶縁部材620に関して、寄生容量Cdに寄与する電極面積をS、誘電率をεとするとき、寄生容量Cdは以下の式(4)で近似できる。
Cd=ε/d (4)
With respect to the first insulating member 620, when the electrode area contributing to the parasitic capacitance Cd 1 is S 1 and the dielectric constant is ε 1 , the parasitic capacitance Cd 1 can be approximated by the following equation (4).
Cd 1 = ε 1 S 1 / d 1 (4)

同様に第2絶縁部材630に関して、寄生容量Cdに寄与する電極面積をS、誘電率をεとするとき、寄生容量Cdは以下の式(5)で近似できる。
Cd=ε/d (5)
Similarly, for the second insulating member 630, when the electrode area contributing to the parasitic capacitance Cd 2 is S 2 and the dielectric constant is ε 2 , the parasitic capacitance Cd 2 can be approximated by the following equation (5).
Cd 2 = ε 2 S 2 / d 2 (5)

ε=ε=ε、S=S=Sと近似すると、Cd=C×d/d、Cd=C×d/dとなる。したがってポアデバイス600の電極間容量Cは、
C={1/C×1/Cd+1/Cd-1
=C×{1+d/d+d/d-1
=C×{1+(d+d)/d
と近似できる。
Approximating to ε = ε 1 = ε 2 and S 0 = S 1 = S 2 , Cd 1 = C 0 × d 0 / d 1 and Cd 2 = C 0 × d 0 / d 2 . Therefore, the interelectrode capacitance C of the pore device 600 is
C = {1 / C 0 x 1 / Cd 1 + 1 / Cd 2 } -1
= C 0 × {1 + d 1 / d 0 + d 2 / d 0 } -1
= C 0 × {1 + (d 1 + d 2 ) / d 0 }
Can be approximated to.

第1絶縁部材620と第2絶縁部材630の厚みの合計d+dを、ポアチップ610の厚みdと等しくした場合、寄生容量を1/2に減らすことができる。 When the total thickness d 1 + d 2 of the first insulating member 620 and the second insulating member 630 is equal to the thickness d 0 of the pore chip 610, the parasitic capacitance can be reduced to 1/2.

第1絶縁部材620と第2絶縁部材630の厚みの合計d+dを、ポアチップ610の厚みdの2倍とした場合、寄生容量を1/3に減らすことができる。 When the total thickness d 1 + d 2 of the first insulating member 620 and the second insulating member 630 is double the thickness d 0 of the pore chip 610, the parasitic capacitance can be reduced to 1/3.

第1絶縁部材620と第2絶縁部材630の厚みの合計d+dを、ポアチップ610の厚みdの4倍とした場合、寄生容量を1/5に減らすことができる。 When the total thickness d 1 + d 2 of the first insulating member 620 and the second insulating member 630 is set to 4 times the thickness d 0 of the pore chip 610, the parasitic capacitance can be reduced to 1/5.

このように実施の形態に係るポアデバイス600によれば、電極640と650の間の寄生容量を低減できる。 Thus, according to the pore device 600 according to the embodiment, the parasitic capacitance between the electrodes 640 and 650 can be reduced.

またポアデバイス600は、電解質溶液と接触する電極640,650は、ポアデバイス600に集積化され、低コストである。したがってポアデバイス600を備える微粒子測定システムの運用コストを下げることができる。 Further, in the pore device 600, the electrodes 640 and 650 that come into contact with the electrolyte solution are integrated in the pore device 600, and the cost is low. Therefore, the operating cost of the fine particle measurement system including the pore device 600 can be reduced.

さらにポアデバイス600は、図3(b)のポアデバイス100Sに比べて製造の観点でも有利である。具体的には図3(b)のポアデバイス100Sは、ポアチップ102を製造する際に、細孔を形成するプロセスと、電極を形成するプロセスが必要となる。これに対して、図4のポアデバイス600では、電極は、第1絶縁部材620、第2絶縁部材630側に形成されるため、ポアチップ610には細孔612のみが形成され、電極を形成する必要がない。すなわち、ポアデバイス600は、ナノオーダーの細孔の形成プロセスと電極形成プロセスを分離できるという利点を有する。 Further, the pore device 600 is more advantageous in terms of manufacturing than the pore device 100S of FIG. 3 (b). Specifically, the pore device 100S of FIG. 3B requires a process of forming pores and a process of forming electrodes when the pore chip 102 is manufactured. On the other hand, in the pore device 600 of FIG. 4, since the electrode is formed on the side of the first insulating member 620 and the second insulating member 630, only the pore 612 is formed in the pore chip 610 to form the electrode. There is no need. That is, the pore device 600 has an advantage that the process of forming nano-order pores and the process of forming electrodes can be separated.

本発明は、上述の説明から導かれるさまざまな装置、方法に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や動作の理解を助け、またそれらを明確化するために、より具体的な構成例や実施例を説明する。 The present invention extends to various devices and methods derived from the above description, and is not limited to a specific configuration. Hereinafter, more specific configuration examples and examples will be described not to narrow the scope of the present invention but to help understanding the essence and operation of the invention and to clarify them.

(実施例1)
図6は、実施例1に係るポアデバイス600Aの層構造を示す断面図である。ポアデバイス600Aは、ポアチップ610、第1絶縁部材620、第2絶縁部材630、第1電極640、第2電極650、第3絶縁部材660、第4絶縁部材670を備える。
(Example 1)
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the layer structure of the pore device 600A according to the first embodiment. The pore device 600A includes a pore chip 610, a first insulating member 620, a second insulating member 630, a first electrode 640, a second electrode 650, a third insulating member 660, and a fourth insulating member 670.

第3絶縁部材660は、第1絶縁部材620と隣接して設けられる。第3絶縁部材660は、第1開口622とオーバーラップする箇所に設けられた第3開口662を有する。第3開口662の径は、第1開口622の径より大きく、第1電極640の一部642は、第3開口662において露出している。第1開口622および第3開口662は、図4の第1空間602に対応する。第1空間602には、被測定検体および電解質溶液が注入される。 The third insulating member 660 is provided adjacent to the first insulating member 620. The third insulating member 660 has a third opening 662 provided at a position overlapping with the first opening 622. The diameter of the third opening 662 is larger than the diameter of the first opening 622, and a part 642 of the first electrode 640 is exposed in the third opening 662. The first opening 622 and the third opening 662 correspond to the first space 602 in FIG. The sample to be measured and the electrolyte solution are injected into the first space 602.

第1電極640は、反対側の一部644において、計測装置200のインタフェースソケットに設けられたピンP1と接触可能な態様で露出している。この例では、第3絶縁部材660の一部分664が切り欠かれ(あるいは開口されて)ており、第1電極640の一部644が使用における鉛直上側に露出している。 The first electrode 640 is exposed in a part 644 on the opposite side so as to be in contact with the pin P1 provided in the interface socket of the measuring device 200. In this example, a portion 664 of the third insulating member 660 is cut out (or opened) and a portion 644 of the first electrode 640 is exposed vertically above in use.

第4絶縁部材670は第2絶縁部材630と隣接して設けられる。第4絶縁部材670は、第2開口632とオーバーラップする箇所に設けられた凹部672を有する。凹部672において第2電極650の一端652が露出している。 The fourth insulating member 670 is provided adjacent to the second insulating member 630. The fourth insulating member 670 has a recess 672 provided at a position overlapping with the second opening 632. One end 652 of the second electrode 650 is exposed in the recess 672.

第2電極650は、反対側の一部654において、計測装置200のインタフェースソケットに設けられたピンP2と接触可能な態様で露出している。この例では、第4絶縁部材670の一部分674が、切り欠かかれて(あるいは開口されて)おり、第2電極650の一部654が使用における鉛直下側に露出している。 The second electrode 650 is exposed in a part 654 on the opposite side so as to be in contact with the pin P2 provided in the interface socket of the measuring device 200. In this example, a portion 674 of the fourth insulating member 670 is notched (or opened) and a portion 654 of the second electrode 650 is exposed vertically below in use.

第2開口632と凹部672は、図4の第2空間604に対応する。第4絶縁部材670には、第2空間604に電解質溶液を注入するための注入口(図6に不図示、図7、図8の676)が設けられる。また第2絶縁部材630には、第2空間604に電解質溶液を注入する際の空気抜き用の穴(図6に不図示、図8の排気口634)が設けられる。 The second opening 632 and the recess 672 correspond to the second space 604 in FIG. The fourth insulating member 670 is provided with an injection port (not shown in FIG. 6, 676 in FIGS. 7 and 8) for injecting the electrolyte solution into the second space 604. Further, the second insulating member 630 is provided with a hole for venting air (not shown in FIG. 6 and an exhaust port 634 in FIG. 8) for injecting an electrolyte solution into the second space 604.

第3絶縁部材660、第1電極640および第1絶縁部材620は、第1カバー部材680を形成する。また第2絶縁部材630、第2電極650および第4絶縁部材670は、第2カバー部材682を形成する。ポアデバイス600Aは、ポアチップ610を、第1カバー部材680と第2カバー部材682によって挟み込んだ構造と把握できる。ポアチップ610は消耗品であるから、第1カバー部材680および第2カバー部材682を使い回して、ポアチップ610のみを交換することで、システムの運用コストが削減できる。 The third insulating member 660, the first electrode 640, and the first insulating member 620 form the first cover member 680. Further, the second insulating member 630, the second electrode 650 and the fourth insulating member 670 form the second cover member 682. The pore device 600A can be grasped as having a structure in which the pore chip 610 is sandwiched between the first cover member 680 and the second cover member 682. Since the pore chip 610 is a consumable item, the operating cost of the system can be reduced by reusing the first cover member 680 and the second cover member 682 and replacing only the pore chip 610.

第1電極640、第2電極650の形成方法は特に限定されないが、たとえば電極ペーストを塗布することで形成することができる。第1電極640、第2電極650それぞれの電解質溶液に浸漬する一部642,652は、銀・塩化銀電極(Ag/AgCl)とするとよい。電解質溶液に浸漬と接触しない部分は、銀(Ag)、金(Au)、プラチナ(Pt)などを用いることができる。 The method for forming the first electrode 640 and the second electrode 650 is not particularly limited, but the first electrode 640 and the second electrode 650 can be formed, for example, by applying an electrode paste. A part of 642,652 immersed in the electrolyte solutions of the first electrode 640 and the second electrode 650 may be silver / silver chloride electrodes (Ag / AgCl). Silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt) or the like can be used for the portion that does not come into contact with the electrolyte solution.

図7は、図6のポアデバイス600Aの斜視図である。第4絶縁部材670には、電解質溶液を第2空間604に注入するための注入口676が設けられる。注入口676は、第4絶縁部材670に設けられた流路を介して、第2空間604(凹部672)と連通している。第3絶縁部材660、第1絶縁部材620、第2絶縁部材630それぞれの、注入口676とオーバーラップする部分には切り欠きが設けられる。これにより電解質溶液が注入可能である。 FIG. 7 is a perspective view of the pore device 600A of FIG. The fourth insulating member 670 is provided with an injection port 676 for injecting the electrolyte solution into the second space 604. The injection port 676 communicates with the second space 604 (recessed portion 672) via a flow path provided in the fourth insulating member 670. Notches are provided in the portions of the third insulating member 660, the first insulating member 620, and the second insulating member 630 that overlap with the injection port 676. This allows the electrolyte solution to be injected.

図8は、図6のポアデバイス600Aの組み立て図である。第2絶縁部材630には排気口634が設けられる。排気口634は、第2絶縁部材630に設けられた流路を介して、第2空間604(第2開口632)と連通している。第3絶縁部材660、第1絶縁部材620それぞれの、排気口634とオーバーラップする部分には切り欠きが設けられる。 FIG. 8 is an assembly diagram of the pore device 600A of FIG. The second insulating member 630 is provided with an exhaust port 634. The exhaust port 634 communicates with the second space 604 (second opening 632) via a flow path provided in the second insulating member 630. A notch is provided in a portion of each of the third insulating member 660 and the first insulating member 620 that overlaps with the exhaust port 634.

図9は、図6のポアデバイス600Aを収容するインタフェースソケット700を示す図である。インタフェースソケット700は、容器710と上蓋720とを備える。容器710は、ポアデバイス600Aを収容するための空間712を有する。空間712の底部には、ポアデバイス600Aを収容した状態で第2電極650の一部654と接触可能なピンP2が設けられる。ピンP2は、SMA(Sub Miniature Type A)や中空同軸用のコネクタ714と接続される。ピンP2は、ポゴピンを用いてもよい。 FIG. 9 is a diagram showing an interface socket 700 accommodating the pore device 600A of FIG. The interface socket 700 includes a container 710 and an upper lid 720. The container 710 has a space 712 for accommodating the pore device 600A. At the bottom of the space 712, a pin P2 that can come into contact with a part 654 of the second electrode 650 while accommodating the pore device 600A is provided. The pin P2 is connected to an SMA (Sub Miniature Type A) or a hollow coaxial connector 714. Pogo pins may be used as the pins P2.

インタフェースソケット700の容器710にポアデバイス600Aを収容した状態で、第3開口662から電解質溶液および被測定検体が注入される。また注入口676から電解質溶液が注入される。これにより第1空間602が電解質溶液および被測定検体で満たされ、第2空間604が電解質溶液で満たされる。 The electrolyte solution and the sample to be measured are injected from the third opening 662 with the pore device 600A housed in the container 710 of the interface socket 700. Further, the electrolyte solution is injected from the injection port 676. As a result, the first space 602 is filled with the electrolyte solution and the sample to be measured, and the second space 604 is filled with the electrolyte solution.

上蓋720には、第1電極640の一部644と接触可能なピンP1が設けられる。ピンP1は、SMA(Sub Miniature Type A)や中空同軸用のコネクタ722と接続される。ピンP2は、ポゴピンを用いてもよい。 The upper lid 720 is provided with a pin P1 that can come into contact with a part 644 of the first electrode 640. The pin P1 is connected to an SMA (Sub Miniature Type A) or a hollow coaxial connector 722. Pogo pins may be used as the pins P2.

(実施例2)
図10は、実施例2に係るポアデバイス600Bの層構造を示す断面図である。図11は、図10のポアデバイス600Bの斜視図である。実施例1との相違点を説明する。実施例2では、第1電極640に対して、ピンP1が下側からコンタクトする。すなわち第1電極640の一部644は、使用における鉛直下方向に露出している。具体的には第1絶縁部材620、第2絶縁部材630、第4絶縁部材670は一部が切り欠かれており、第1電極640は、その一部644が下側に露出している。
(Example 2)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the layer structure of the pore device 600B according to the second embodiment. 11 is a perspective view of the pore device 600B of FIG. 10. FIG. Differences from the first embodiment will be described. In the second embodiment, the pin P1 contacts the first electrode 640 from below. That is, a part 644 of the first electrode 640 is exposed in the vertical downward direction in use. Specifically, a part of the first insulating member 620, the second insulating member 630, and the fourth insulating member 670 is cut out, and a part of the first electrode 640 is exposed to the lower side.

図12(a)、(b)は、図10のポアデバイス600Bの第1カバー部材680および第2カバー部材682の斜視図である。図12(a)を参照する。第1カバー部材680は、図10の第1絶縁部材620および第3絶縁部材660に対応する。第1絶縁部材620のコーナーには、第1電極640の一部644を露出させるために切り欠きが設けられる。また、第1絶縁部材620および第3絶縁部材660は、注入口676が設けられるコーナー、排気口634が設けられるコーナーに切り欠きが設けられる。 12 (a) and 12 (b) are perspective views of the first cover member 680 and the second cover member 682 of the pore device 600B of FIG. See FIG. 12 (a). The first cover member 680 corresponds to the first insulating member 620 and the third insulating member 660 in FIG. A notch is provided in the corner of the first insulating member 620 to expose a part 644 of the first electrode 640. Further, the first insulating member 620 and the third insulating member 660 are provided with notches at the corner where the injection port 676 is provided and the corner where the exhaust port 634 is provided.

第1絶縁部材620の底面には、ポアチップ610を収容するための溝624が形成される。また、溝624の内側には、PDMS(ポリジメチルシロキサン)などのシール部材(図13の690)を埋め込むための溝626が形成される。シール部材690は、ガスケット、パッキン、Oリングなどとも称される。 A groove 624 for accommodating the pore chip 610 is formed on the bottom surface of the first insulating member 620. Further, a groove 626 for embedding a sealing member (690 in FIG. 13) such as PDMS (polydimethylsiloxane) is formed inside the groove 624. The sealing member 690 is also referred to as a gasket, packing, O-ring, or the like.

図12(b)を参照する。第2カバー部材682は、図10の第2絶縁部材630および第4絶縁部材670に対応する。第2絶縁部材630および第4絶縁部材670のコーナーには、第1電極640の一部644を露出させるために切り欠きが設けられる。また第2絶縁部材630のコーナーには、注入口676を露出させるための切り欠きが設けられる。 See FIG. 12 (b). The second cover member 682 corresponds to the second insulating member 630 and the fourth insulating member 670 in FIG. Notches are provided at the corners of the second insulating member 630 and the fourth insulating member 670 in order to expose a part 644 of the first electrode 640. Further, a notch for exposing the injection port 676 is provided at the corner of the second insulating member 630.

第2絶縁部材630の上面には、ポアチップ610を収容するための溝636が形成される。また、溝636の内側には、シール部材(図13の692)を埋め込むための溝638が形成される。 A groove 636 for accommodating the pore chip 610 is formed on the upper surface of the second insulating member 630. Further, a groove 638 for embedding a seal member (692 in FIG. 13) is formed inside the groove 636.

第2絶縁部材630は、2層630a、630bで構成してもよい。これら2層630a、630bのうち一方には溝635が形成される。この溝635は、排気口634と第2空間604とを連通する流路となる。 The second insulating member 630 may be composed of two layers 630a and 630b. A groove 635 is formed in one of these two layers 630a and 630b. This groove 635 serves as a flow path that communicates the exhaust port 634 and the second space 604.

第4絶縁部材670は、2層670a、670bで構成してもよい。これら2層670a、670bのうち一方には溝677が形成される。この溝677は、注入口676と第2空間604とを連通する流路となる。 The fourth insulating member 670 may be composed of two layers 670a and 670b. A groove 677 is formed in one of these two layers 670a and 670b. This groove 677 becomes a flow path that communicates the injection port 676 and the second space 604.

図13は、図12(a)、(b)の第1カバー部材680、第2カバー部材682の層構造を示す断面図である。ポアチップ610は、第1絶縁部材620の底面、第2絶縁部材630の上面に形成された溝に嵌合し、固定される。またシール部材690,692によって、第1カバー部材680と第2カバー部材682の接触面を伝って周囲に溶液が漏れるのが抑制される。 13 is a cross-sectional view showing the layer structure of the first cover member 680 and the second cover member 682 of FIGS. 12A and 12B. The pore chip 610 is fitted and fixed in a groove formed on the bottom surface of the first insulating member 620 and the upper surface of the second insulating member 630. Further, the sealing members 690 and 692 prevent the solution from leaking to the surroundings along the contact surface between the first cover member 680 and the second cover member 682.

(実施例3)
図14は、実施例3に係るポアデバイス600Cの断面図である。実施例3では、第1電極640に対して、ピンP1が下側からコンタクトし、第2電極650に対して、ピンP2が上側からコンタクトする。
(Example 3)
FIG. 14 is a cross-sectional view of the pore device 600C according to the third embodiment. In the third embodiment, the pin P1 contacts the first electrode 640 from the lower side, and the pin P2 contacts the second electrode 650 from the upper side.

すなわち第1電極640の一部644は、使用における鉛直下方向に露出している。具体的には第1絶縁部材620、第2絶縁部材630、第4絶縁部材670は一部が切り欠かれており、第1電極640は、その一部644が下側に露出している。 That is, a part 644 of the first electrode 640 is exposed in the vertical downward direction in use. Specifically, a part of the first insulating member 620, the second insulating member 630, and the fourth insulating member 670 is cut out, and a part of the first electrode 640 is exposed to the lower side.

第2電極650の一部654は、使用における鉛直上方向に露出している。具体的には第1電極640、第1絶縁部材620、第2絶縁部材630は一部が切り欠かれており、第2電極650は、その一部654が上側に露出している。 A part 654 of the second electrode 650 is exposed vertically upward in use. Specifically, a part of the first electrode 640, the first insulating member 620, and the second insulating member 630 is cut out, and a part of the second electrode 650 is exposed on the upper side.

(実施例4)
図15は、実施例4に係るポアデバイス600Dの断面図である。実施例43では、第1電極640に対して、ピンP1が上側からコンタクトし、第2電極650に対して、ピンP2が上側からコンタクトする。
(Example 4)
FIG. 15 is a cross-sectional view of the pore device 600D according to the fourth embodiment. In Example 43, the pin P1 contacts the first electrode 640 from above, and the pin P2 contacts the second electrode 650 from above.

すなわち第1電極640の一部644は、使用における鉛直上方向に露出している。具体的には第3絶縁部材660は一部が切り欠かれており、第1電極640は、その一部644が上側に露出している。 That is, a part 644 of the first electrode 640 is exposed in the vertically upward direction in use. Specifically, a part of the third insulating member 660 is cut out, and a part of the first electrode 640 is exposed on the upper side.

第2電極650の一部654も、使用における鉛直上方向に露出している。具体的には第1絶縁部材620、第2絶縁部材630は一部が切り欠かれており、第2電極650は、その一部654が上側に露出している。 Part 654 of the second electrode 650 is also exposed vertically upward in use. Specifically, a part of the first insulating member 620 and the second insulating member 630 is cut out, and a part of the second electrode 650 is exposed on the upper side.

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。 The present invention has been described above based on the embodiments. It is understood by those skilled in the art that this embodiment is an example, and that various modifications are possible for each of these components and combinations of each processing process, and that such modifications are also within the scope of the present invention. be. Hereinafter, such a modification will be described.

第1電極640、第2電極650は、電極ペーストのほか、金属板を貼り付けてもよいし、スパッタリングで形成してもよい。 In addition to the electrode paste, the first electrode 640 and the second electrode 650 may be formed by pasting a metal plate or by sputtering.

本明細書では微粒子計測装置について説明したが本発明の用途はそれに限定されず、DNAシーケンサをはじめとするポアデバイスを用いた微小電流計測を伴う計測器に広く用いることができる。 Although the fine particle measuring device has been described in the present specification, the application of the present invention is not limited thereto, and it can be widely used for a measuring device accompanied by minute current measurement using a pore device such as a DNA sequencer.

実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。 Although the present invention has been described based on the embodiments, the embodiments merely show the principles and applications of the present invention, and the embodiments deviate from the ideas of the present invention defined in the claims. Many modifications and arrangement changes are allowed to the extent that they are not.

1 微粒子測定システム
2 電解液
4 粒子
600 ポアデバイス
602 第1空間
604 第2空間
610 ポアチップ
612 細孔
S1 第1面
S2 第2面
620 第1絶縁部材
622 第1開口
630 第2絶縁部材
632 第2開口
634 排気口
640 第1電極
650 第2電極
660 第3絶縁部材
662 第3開口
670 第4絶縁部材
672 凹部
674 切り欠き部
676 注入口
680 第1カバー部材
682 第2カバー部材
690 第1シール部材
692 第2シール部材
700 インタフェースソケット
710 容器
720 上蓋
100 ポアデバイス
200 計測装置
202 フロントエンド回路
210 トランスインピーダンスアンプ
220 電圧源
230 デジタイザ
300 データ処理装置
1 Fine particle measurement system 2 Electrodenate 4 Particles 600 Pore device 602 1st space 604 2nd space 610 Pore chip 612 Pore S1 1st surface S2 2nd surface 620 1st insulating member 622 1st opening 630 2nd insulating member 632 2nd Opening 634 Exhaust port 640 1st electrode 650 2nd electrode 660 3rd insulating member 662 3rd opening 670 4th insulating member 672 Recessed 674 Notch 676 Injection port 680 1st cover member 682 2nd cover member 690 1st seal member 692 2nd seal member 700 Interface socket 710 Container 720 Top lid 100 Pore device 200 Measuring device 202 Front end circuit 210 Transimpedance amplifier 220 Voltage source 230 Digitizer 300 Data processing device

Claims (12)

細孔を有するポアチップと、
前記ポアチップの第1面と隣接し、前記細孔とオーバーラップする箇所に第1開口が設けられた第1絶縁部材と、
前記ポアチップの第2面と隣接し、前記細孔とオーバーラップする箇所に第2開口が設けられた第2絶縁部材と、
前記第1絶縁部材の前記ポアチップと反対の面に設けられた第1電極と、
前記第2絶縁部材の前記ポアチップと反対の面に設けられた第2電極と、
を備えることを特徴とするポアデバイス。
Pore chips with pores and
A first insulating member adjacent to the first surface of the pore chip and provided with a first opening at a position overlapping the pores.
A second insulating member adjacent to the second surface of the pore chip and provided with a second opening at a position overlapping the pores.
The first electrode provided on the surface of the first insulating member opposite to the pore chip,
A second electrode provided on the surface of the second insulating member opposite to the pore chip, and
A pore device characterized by being equipped with.
前記第1絶縁部材と隣接して設けられる第3絶縁部材をさらに備え、
前記第3絶縁部材は、前記第1開口とオーバーラップする箇所に設けられ、前記第1開口よりも径が大きい第3開口を有し、前記第3開口において前記第1電極の一端が露出することを特徴とする請求項1に記載のポアデバイス。
Further, a third insulating member provided adjacent to the first insulating member is provided.
The third insulating member is provided at a position overlapping with the first opening, has a third opening having a diameter larger than that of the first opening, and one end of the first electrode is exposed at the third opening. The pore device according to claim 1.
前記第1絶縁部材と前記第3絶縁部材は、第1カバー部材を形成することを特徴とする請求項2に記載のポアデバイス。 The pore device according to claim 2, wherein the first insulating member and the third insulating member form a first cover member. 前記第2絶縁部材と隣接して設けられる第4絶縁部材をさらに備え、
前記第4絶縁部材は、前記第2開口とオーバーラップする箇所に設けられた凹部を有し、前記凹部において前記第2電極の一端が露出することを特徴とする請求項1または2に記載のポアデバイス。
Further, a fourth insulating member provided adjacent to the second insulating member is provided.
The fourth insulating member has a recess provided at a position overlapping with the second opening, and one end of the second electrode is exposed in the recess, according to claim 1 or 2. Pore device.
前記第2絶縁部材と前記第4絶縁部材は、第2カバー部材を形成することを特徴とする請求項4に記載のポアデバイス。 The pore device according to claim 4, wherein the second insulating member and the fourth insulating member form a second cover member. 前記第2カバー部材には、前記凹部と連通する注入口が設けられることを特徴とする請求項5に記載のポアデバイス。 The pore device according to claim 5, wherein the second cover member is provided with an injection port that communicates with the recess. 前記第2カバー部材には、前記第2開口と連通する空気抜き用の排気口が設けられることを特徴とする請求項5または6に記載のポアデバイス。 The pore device according to claim 5 or 6, wherein the second cover member is provided with an exhaust port for venting air communicating with the second opening. 前記ポアデバイスは、インタフェースソケットに着脱可能に収容され、
前記インタフェースソケットは、
前記ポアデバイスを収容する凹部が設けられた容器と、
上蓋と、
を含むことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のポアデバイス。
The pore device is detachably housed in an interface socket and is housed in the interface socket.
The interface socket is
A container provided with a recess for accommodating the pore device,
With the top lid
The pore device according to any one of claims 1 to 7, wherein the pore device comprises.
前記第1電極および前記第2電極それぞれの一部は、ポゴピンが接触可能な態様で露出していることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のポアデバイス。 The pore device according to any one of claims 1 to 8, wherein a part of each of the first electrode and the second electrode is exposed in such a manner that a pogo pin can be contacted. 前記第1電極および前記第2電極それぞれの一部は、使用時における鉛直下方向に露出することを特徴とする請求項9に記載のポアデバイス。 The pore device according to claim 9, wherein a part of each of the first electrode and the second electrode is exposed in a vertically downward direction during use. 前記第1電極および前記第2電極の一方の一部は、使用時における鉛直下方向に露出し、他方の一部は、使用時における鉛直上方向に露出することを特徴とする請求項9に記載のポアデバイス。 The ninth aspect of the present invention is characterized in that a part of one of the first electrode and the second electrode is exposed in the vertically downward direction during use, and a part of the other is exposed in the vertically upward direction during use. The described pore device. 請求項1から11のいずれかに記載のポアデバイスと、
前記ポアデバイスが装着されるインタフェースソケットを有する計測装置と、
を備えることを特徴とする微粒子測定システム。
The pore device according to any one of claims 1 to 11.
A measuring device having an interface socket to which the pore device is mounted, and
A fine particle measurement system characterized by being equipped with.
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022186047A1 (en) * 2021-03-03 2022-09-09 Nok株式会社 Particle analysis device
JP2024142072A (en) * 2023-03-29 2024-10-10 株式会社朝日ラバー Sensor Device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070138132A1 (en) 2003-06-12 2007-06-21 Barth Phillip W Nanopore with resonant tunneling electrodes
JP2014173936A (en) 2013-03-07 2014-09-22 Toshiba Corp Specimen detector and detection method
JP2016057263A (en) 2014-09-12 2016-04-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ Biological polymer analysis device and analysis system
JP2017116379A (en) 2015-12-24 2017-06-29 株式会社日立ハイテクノロジーズ Measuring reagent and analyzing device for analyzing biological polymer

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0440373A (en) 1990-06-05 1992-02-10 Agency Of Ind Science & Technol Current/voltage conversion circuit
GB2274337B (en) 1993-01-18 1996-08-07 Ecc Int Ltd Aspect ratio measurement
WO2002029402A2 (en) * 2000-10-02 2002-04-11 Sophion Bioscience A/S System for electrophysiological measurements
JP5693973B2 (en) 2008-03-03 2015-04-01 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ High resolution classification
KR101878747B1 (en) 2012-11-05 2018-07-16 삼성전자주식회사 Nanogap device and signal processing method from the same
JP6299749B2 (en) * 2013-03-26 2018-03-28 ソニー株式会社 measuring device
JP6283305B2 (en) 2014-12-04 2018-02-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ Biomolecule measuring apparatus and biomolecule measuring method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070138132A1 (en) 2003-06-12 2007-06-21 Barth Phillip W Nanopore with resonant tunneling electrodes
JP2014173936A (en) 2013-03-07 2014-09-22 Toshiba Corp Specimen detector and detection method
JP2016057263A (en) 2014-09-12 2016-04-21 株式会社日立ハイテクノロジーズ Biological polymer analysis device and analysis system
JP2017116379A (en) 2015-12-24 2017-06-29 株式会社日立ハイテクノロジーズ Measuring reagent and analyzing device for analyzing biological polymer

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