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誘電泳動装置および方法 コモンズ 外国出願あり

国内特許コード P110001688
整理番号 7057PCT/JP
掲載日 2011年3月10日
出願番号 特願2009-536128
登録番号 特許第5120968号
出願日 平成20年9月26日(2008.9.26)
登録日 平成24年11月2日(2012.11.2)
国際出願番号 JP2008068114
国際公開番号 WO2009044902
国際出願日 平成20年9月26日(2008.9.26)
国際公開日 平成21年4月9日(2009.4.9)
優先権データ
  • 特願2007-262058 (2007.10.5) JP
発明者
  • 山川 烈
  • 今里 浩子
出願人
  • 国立大学法人九州工業大学
発明の名称 誘電泳動装置および方法 コモンズ 外国出願あり
発明の概要

誘電泳動を利用して誘電体粒子のハンドリング(移動,停止,分離,分別等),誘電泳動力の測定等が可能な誘電泳動装置を提供する。
上面または下面が平坦なケースを含む誘電泳動ディバイス内に誘電体溶液Sを充填しかつ誘電体よりなる対象小物体(粒子)Pを入れ,ケース内に不均一な交番電場を形成し,ケースを斜めに傾けたり(角度θpitch,その他の方向),斜面内で回転させたり(回転角θyaw),交番電場の電圧,周波数を調整したりすることにより,上記小物体に働く誘電泳動力FDEPと重力および浮力に基づく力Fsinθpitchとの間に不釣り合いまたは釣り合いを生じさせることにより小物体を移動,停止させることができる。小物体が静止したときの誘電泳動ディバイスの傾き角θpitchを用いて誘電泳動力FDEPを測定することもできる。

従来技術、競合技術の概要


誘電泳動とは,不均一電場内におかれた物質が電場とそれにより誘導される双極子モーメントの相互作用により駆動される現象である。この現象を利用して,現在,生体試料の分離,同定をはじめ,さまざまな分野で研究が進められている。たとえば,次の文献を参照。
H.Li and R.Bashir,“Dielectrophoretic separation and manipulation of live and heat-treated cells of Listeria on microfabricated devices with interdigitated electrodes”,Sensors and Actuators B:Chemical,vol.86,no.2-3,pp.215-221,2002.
P.Gascoyne,J.Satayavivad and M.Ruchirawat,“Microfluidic approaches to malaria detection”,Acta Tropica,vol.89,pp.357-369,2004.
特定の物質に生じたこの駆動力,すなわち,誘電泳動力を測定することは,極めて重要であるが,その具体的数値を求めることは容易ではない。一般に設計された電極によって生ずる誘電泳動力を解析的に求めることは不可能に近いので,有限要素法を用いて,計算によって求められる。しかしこれは,実際の誘電泳動力を測定していることにならない。

産業上の利用分野


この発明は誘電泳動装置および方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】 誘電体溶液を充填しかつ誘電体部分を含む対象小物体を入れるためのケース,
上記ケース内の対象小物体に働く誘電泳動力と重力および浮力に基づく力との釣り合いに関して少なくとも一つの安定平衡点を生じさせる不均一交番電場を上記ケース内に形成する複数の電極を含む電極装置,ならびに
上記ケースおよび上記電極装置を保持して傾動させる傾動機構,
を備えた誘電泳動装置。
【請求項2】 上記電極装置において,上記複数の電極の互いに向い合う辺が,電極間中心線に関して線対称で,一端から他端に向って電極間隔が狭く平行に延び,続いてしだいに電極間隔が増大するように曲線に形成されている,請求項1に記載の誘電泳動装置。
【請求項3】 上記ケースおよび上記電極装置を,上記傾動機構による傾きの平面内で回転させる回転機構をさらに備えた,請求項1または2に記載の誘電泳動装置。
【請求項4】 上記複数の電極に印加する,少なくとも周波数または電圧が可変な交流電圧を発生する交流発生装置をさらに備えている,請求項1ないし3のいずれか一項に記載の誘電泳動装置。
【請求項5】 上記傾動機構による傾きの角度および上記回転機構による回転の角度が測定可能である,請求項3に記載の誘電泳動装置。
【請求項6】 上記電極装置が,高周波電圧が印加されることにより上記ケース内の空間内に不均一交番電場を形成する2個一対の上記電極を備え,
上記一対の電極の互いに向い合う辺が,電極間中心線に関して線対称で,一端から他端に向って電極間隔が狭く平行に延び,続いてしだいに電極間隔が増大するように曲線に形成されている,
請求項1に記載の誘電泳動装置。
【請求項7】 上記ケースに対象小物体を吸引または排出するための口があけられている,請求項1に記載の誘電泳動装置。
【請求項8】 上記ケース内に誘電体溶液を注入する注入口および誘電体溶液を排出する排出口が上記ケースにあけられている,請求項1または7に記載の誘電泳動装置。
【請求項9】 ケース内に誘電体溶液を充填しかつ誘電体部分を含む対象小物体を入れ,
上記ケース内に不均一交番電場を形成し,
上記ケースの傾きの方向および角度を調整して,上記ケース内の対象小物体に働く誘電泳動力と重力および浮力に基づく力との間に不均衡を生じさせて対象小物体を所望の方向に移動させる,
誘電泳動を利用した小物体のハンドリング方法。
【請求項10】 請求項1から5のいずれか一項に記載の誘電泳動装置を用い,
上記ケース内に誘電体溶液を充填しかつ対象小物体を入れ,
上記電極装置の複数の電極に交流電圧を印加して上記ケース内に不均一交番電場を形成し,
上記ケースの傾きの方向および角度を調整して,上記ケース内の対象小物体に働く誘電泳動力と重力および浮力に基づく力との間に不均衡を生じさせて対象小物体を所望の方向に移動させる,
誘電泳動を利用した小物体のハンドリング方法。
【請求項11】 上記対象小物体を安定平衡点で停止させる,請求項9または10に記載のハンドリング方法。
【請求項12】 ケース内に誘電体溶液を充填しかつそれぞれが誘電体部分を含む異なる複数種類の対象小物体を入れ,
上記ケース内に不均一交番電場を形成し,
上記ケースの傾きの方向および角度を調整して,上記ケース内の対象小物体に働く誘電泳動力と重力および浮力に基づく力との間に不均衡を生じさせて異なる複数種類の対象小物体を別個の方向に移動させ,所望の種類の対象小物体を所望の安定平衡点で停止させる,
誘電泳動を利用した小物体の分別方法。
【請求項13】 ケース内に誘電体溶液を充填しかつ誘電体部分を含む対象小物体を入れ,
上記ケース内に不均一交番電場を形成し,
不均一交番電場の強さおよび周波数ならびに上記ケースの傾きの方向および角度のうちの少なくとも一つを調整して,上記ケース内の対象小物体に働く誘電泳動力と重力および浮力に基づく力とを釣り合わせて小物体を静止させ,
上記小物体が静止したときの上記ケースの所定方向の傾き角度を用いて誘電泳動力を算出する,
誘電泳動を利用した小物体の誘電泳動力の測定方法。
【請求項14】 対象小物体が生体細胞である請求項9ないし13のいずれか一項に記載の方法。
【請求項15】 請求項1から8のいずれか一項に記載の誘電泳動装置を用いる請求項12に記載の分別方法。
【請求項16】 請求項1から8のいずれか一項に記載の誘電泳動装置を用いる請求項13に記載の測定方法。
産業区分
  • 混合分離
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2009536128thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
参考情報 (研究プロジェクト等) WO2009/044902
詳細は、下記「問合せ先」まで直接お問い合わせください。


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