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THREE-DIMENSIONAL DIELECTROPHORETIC DEVICE meetings

Patent code P100000718
Posted date Jun 11, 2010
Application number P2010-010945
Publication number P2010-187664A
Patent number P5750661
Date of filing Jan 21, 2010
Date of publication of application Sep 2, 2010
Date of registration May 29, 2015
Priority data
  • P2009-013112 (Jan 23, 2009) JP
Inventor
  • (In Japanese)西川 宏之
  • (In Japanese)古田 祐介
  • (In Japanese)椎根 康晴
  • (In Japanese)内田 諭
  • (In Japanese)神谷 富裕
  • (In Japanese)石井 保行
  • (In Japanese)佐藤 隆博
Applicant
  • (In Japanese)学校法人芝浦工業大学
  • (In Japanese)公立大学法人首都大学東京
Title THREE-DIMENSIONAL DIELECTROPHORETIC DEVICE meetings
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dielectrophoretic device which can exhibit enhanced bacteria-thickening effect, as compared with conventional two-dimensional dielectrophoretic devices.
SOLUTION: The three-dimensional dielectrophoretic device includes: a substrate with electrodes having a predetermined gap spacing; a member formed on the substrate to forming a flow channel for a micro-dielectric introduced thereinto; and a plurality of projected members erected midway of the flow channel on the substrate. In this device, by disproportionating an electric field generated between the electrodes by the projected members, dielectrophoretic force is generated by the micro-dielectric flown in via the flow channel.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

近年、食品に対する安全面・衛生面に対する要求が高まるにつれ、一連の製造工程を経て製造された食品を検査する従来の品質安全管理方式から、食品の製造工程全体の流れの中で重要な管理ポイントを設定し、当該管理ポイントを重点的に管理するシステムである、HACCP(Hazard Analysis and Critical Control Point)方式への移行が進められている。

HACCP方式によれば、食品の製造工程における各管理ポイント単位で安全面・衛生面にかかる検査を実施する。したがって、例えば、製造工程の第1工程において、病原性大腸菌やサルモレラ菌といった食中毒の原因となる細菌等が混入したとしても、第1工程終了後に管理ポイントを設定しておくことで、当該細菌の混入を早期に発見することが可能であると共に、当該細菌の混入で下流の製造工程が汚染されることを未然に防止することができる。

このようなHACCP方式では、各管理ポイントでの検査・処理回数が飛躍的に増加するため、高速で、且つ、高効率で低コストな細菌の菌体数計測システムが必要とされる。これまでに知られている菌体数計測装置としては、例えば、蛍光染色した細菌の菌体数を計測するフローサイトメトリー法を用い、当該菌体数を計測するための全工程をMEMS(Micro Electro Mechanical System)技術で形成した微細流路の計測部を備えた自動計測装置が知られている。

ところで、誘電泳動(DEP:Dielectrophoresis)とは、空間に高周波数帯域の交流電圧を印加することによって生じる不均一電界中での分極可能な物質または物体の移動である。周知の電気泳動の現象とは異なり、誘電泳動力はクーロン力からの寄与を受けないことから、電荷を帯びない物質または物体の濃縮やマニピュレーションに対しても適用することができる。そして、誘電泳動を利用した力は電界の不均一性と、電界によって誘導された分離対象微小誘電体内での電荷の再分布との間によって生じる。

このような誘電泳動力を微小誘電体としての細菌を濃縮する駆動力として適用した二次元誘電泳動デバイスは周知の技術であり(例えば、特許文献1参照)、当該二次元誘電泳動デバイスを上記菌体数計測装置に適用した菌体数計測システムも実用化されている。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、電極間の電界不均一性に基づいて発生した誘電泳動力により微小誘電体を濃縮する誘電泳動デバイスにおいて、特に電界不均一性を誘起する三次元構造体を導入した三次元誘電泳動デバイスに関するものである。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
所定のギャップ幅を有する電極が形成された基板と、
前記基板上に形成され、導入された微小誘電体の流路を形成する流路形成部材と、
感光性レジスト材料からなる絶縁薄膜を成膜後、ビーム微細加工法による露光、現像を経て前記基板上の前記流路中途に複数立設され、周面に複数の突起部を備えた突出部材と、
を備え、
前記突出部材は前記電極間で発生した電界を不均一化させることにより、前記流路を介して流入した前記微小誘電体に誘電泳動力を発生させることを特徴とする三次元誘電泳動デバイス。

【請求項2】
 
前記ビーム微細加工法は集束プロトンビーム微細加工法であることを特徴とする請求項1記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項3】
 
前記ビーム微細加工法は分子イオンビーム微細加工法であることを特徴とする請求項1記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項4】
 
前記突出部材は所定のアスペクト比を持って形成されたピラー形状であると共に、前記基板上に所定の間隔毎に立設されることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項5】
 
前記突出部材は周面に突条部を備えることを特徴とする請求項4記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項6】
 
前記突出部材は四角柱形状であることを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項7】
 
前記微小誘電体は細菌であることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項8】
 
所定のギャップ幅を有する電極が形成された基板と、
前記基板上に形成され、導入された微小誘電体の流路を形成する流路形成部材と、
感光性レジスト材料からなる絶縁薄膜を成膜後、ビーム微細加工法による露光、現像を経て前記基板上の前記流路中途に所定のアスペクト比を持って形成され、周面に複数の突起部を有し、所定の間隔毎に立設された複数のピラー形状部材と、
を備え、
前記ピラー形状部材は前記電極間で発生した電界を不均一化させることにより、前記流路を介して流入した前記微小誘電体に誘電泳動力を発生させることを特徴とする三次元誘電泳動デバイス。

【請求項9】
 
前記ビーム微細加工法は集束プロトンビーム微細加工法であることを特徴とする請求項8記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項10】
 
前記ピラー形状部材は分子イオンビーム微細加工法であることを特徴とする請求項8記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項11】
 
前記ピラー形状部材は周面に突条部を備えることを特徴とする請求項8乃至10の何れかに記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項12】
 
前記微小誘電体は細菌であることを特徴とする請求項8乃至11の何れかに記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項13】
 
所定のギャップ幅を有する電極が形成された基板と、
前記基板上に形成され、導入された微小誘電体の流路を形成する流路形成部材と、
前記流路形成部材の上面部と一体成型され、前記微小誘電体の前記流路からの漏洩を防止する蓋部材と、
感光性レジスト材料からなる絶縁薄膜を成膜後、ビーム微細加工法による露光、現像を経て前記基板上の前記流路中途に複数立設され、周面に複数の突起部を備えた突出部材と、
を備え、
前記突出部材は前記電極間で発生した電界を不均一化させることにより、前記流路を介して流入した前記微小誘電体に誘電泳動力を発生させることを特徴とする三次元誘電泳動デバイス。

【請求項14】
 
前記ビーム微細加工法は集束プロトンビーム微細加工法であることを特徴とする請求項14記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項15】
 
前記ビーム微細加工法は分子イオンビーム微細加工法であることを特徴とする請求項14記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項16】
 
前記突出部材は所定のアスペクト比を持って形成されたピラー形状であると共に、前記基板上に所定の間隔毎に立設されることを特徴とする請求項13乃至15の何れかに記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項17】
 
前記突出部材は周面に突条部を備えることを特徴とする請求項16記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項18】
 
前記突出部材は四角柱形状であることを特徴とする請求項13乃至15の何れかに記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項19】
 
前記微小誘電体は細菌であることを特徴とする請求項13乃至18の何れかに記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項20】
 
所定のギャップ幅を有する電極が形成された基板と、
前記基板上に形成され、導入された微小誘電体の流路を形成する流路形成部材と、
前記流路形成部材の上面部と一体成型され、前記微小誘電体の前記流路からの漏洩を防止する蓋部材と、
感光性レジスト材料からなる絶縁薄膜を成膜後、ビーム微細加工法による露光、現像を経て前記基板上の前記流路中途に所定のアスペクト比を持って形成され、周面に複数の突起部を有し、所定の間隔毎に立設された複数のピラー形状部材と、
を備え、
前記ピラー形状部材は前記電極間で発生した電界を不均一化させることにより、前記流路を介して流入した前記微小誘電体に誘電泳動力を発生させることを特徴とする三次元誘電泳動デバイス。

【請求項21】
 
前記ビーム微細加工法は集束プロトンビーム微細加工法であることを特徴とする請求項20記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項22】
 
前記ビーム微細加工法は分子イオンビーム微細加工法であることを特徴とする請求項20記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項23】
 
前記ピラー形状部材は周面に突条部を備えることを特徴とする請求項20乃至22の何れかに記載の三次元誘電泳動デバイス。

【請求項24】
 
前記微小誘電体は細菌であることを特徴とする請求項20乃至23の何れかに記載の三次元誘電泳動デバイス。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2010010945thum.jpg
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