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粒子捕捉装置及び粒子捕捉方法

国内特許コード P200017147
整理番号 (S2017-0699-N0)
掲載日 2020年8月11日
出願番号 特願2019-518882
出願日 平成30年5月17日(2018.5.17)
国際出願番号 JP2018019203
国際公開番号 WO2018212309
国際出願日 平成30年5月17日(2018.5.17)
国際公開日 平成30年11月22日(2018.11.22)
優先権データ
  • 特願2017-098247 (2017.5.17) JP
発明者
  • 許 岩
出願人
  • 公立大学法人大阪
発明の名称 粒子捕捉装置及び粒子捕捉方法
発明の概要 本発明の粒子捕捉装置は、導入流路と、前記導入通路の下流側に設けられた扁平流路と、前記扁平流路の下流側に設けられた矩形流路と、前記矩形流路の少なくとも第1内壁面に設けられた粒子捕捉用開口と、を備え、前記導入流路は、前記扁平流路の流路断面よりも広い流路断面を有し、前記扁平流路は、横幅の広い扁平な流路断面を有し、前記矩形流路は、矩形の流路断面を有し、かつ、第1内壁面と第2内壁面とが対向し、第3内壁面と第4内壁面とが対向するように設けられ、前記導入流路、前記扁平流路、前記矩形流路及び前記粒子捕捉用開口は、前記導入流路を流れる捕捉対象粒子を含む液体の一部が、前記扁平流路に流入し、前記扁平流路を流れた前記捕捉対象粒子が前記液体と共に前記矩形流路に流入し、前記矩形流路を流れた前記捕捉対象粒子が前記粒子捕捉用開口の内部に侵入し捕捉されるように設けられていることを特徴とする。
従来技術、競合技術の概要

分析化学、触媒化学、生化学、光デバイス、エネルギーやバイオ、医療などの分野では、液相においてナノ粒子を利用する場合が多い。
例えば、細胞は、さまざまな大きさの脂質二重膜に覆われた細胞外小胞顆粒を分泌している。細胞外小胞顆粒は、大きさの違いにより分類されており、エクソソーム(大きさ:50~200 nm)やマイクロベシクル(大きさ:200~1000 nm)などがある。その中でも、エクソソームは、様々なタンパク質や、mRNA、microRNAが含まれており、癌の転移においても重要な役割を果たすことが近年明らかになってきた。このため、エクソソームは各種疾患の非侵襲性のバイオマーカー・治療ツールとなると期待されている(例えば、特許文献1参照)。
一方、ウィルス感染症は、人や動物に甚大な健康被害を与える。感染症の早期診断、その治療方針の決定などには、感染したウィルスを同定する必要がある。ウィルスの大きさは20nm~300nm程度であり、一般的には遠心分離法を用いて回収及び濃縮が行われる(例えば、特許文献2参照)。
また、流路内に設けた突起部により溶液中の粒子を捕捉するマイクロチップが知られている(例えば、特許文献3参照)。

産業上の利用分野

本発明は、粒子捕捉装置及び粒子捕捉方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
導入流路と、
前記導入通路の下流側に設けられた扁平流路と、
前記扁平流路の下流側に設けられた矩形流路と、
前記矩形流路の少なくとも第1内壁面に設けられた粒子捕捉用開口と、を備え、
前記導入流路は、前記扁平流路の流路断面よりも広い流路断面を有し、
前記扁平流路は、横幅の広い扁平な流路断面を有し、
前記矩形流路は、矩形の流路断面を有し、かつ、第1内壁面と第2内壁面とが対向し、第3内壁面と第4内壁面とが対向するように設けられ、
前記導入流路、前記扁平流路、前記矩形流路及び前記粒子捕捉用開口は、前記導入流路を流れる捕捉対象粒子を含む液体の一部が、前記扁平流路に流入し、前記扁平流路を流れた前記捕捉対象粒子が前記液体と共に前記矩形流路に流入し、前記矩形流路を流れた前記捕捉対象粒子が前記粒子捕捉用開口の内部に侵入し捕捉されるように設けられていることを特徴とする粒子捕捉装置。

【請求項2】
前記扁平流路と前記導入流路との間に設けられた細胞捕捉室をさらに備える請求項1に記載の粒子捕捉装置。

【請求項3】
排出側流路と、補助流路と、連通流路とをさらに備え、
前記排出側流路は、前記矩形流路の下流側に設けられており、
前記補助流路は、前記矩形流路と実質的に平行に延びる流路であり、前記補助流路の一端は前記排出側流路に接続しており、
前記連通流路は、前記粒子捕捉用開口と前記補助流路とを連通するように設けられ、かつ、前記捕捉対象粒子が通過することができない流路断面を有する請求項1又は2に記載の粒子捕捉装置。

【請求項4】
前記粒子捕捉用開口は、第1内壁面及び第2内壁面にそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項1~3のいずれか1つに記載の粒子捕捉装置。

【請求項5】
前記矩形流路の第1内壁面と第2内壁面との間の幅は、前記捕捉対象粒子の平均粒径の1.04倍以上2.3倍以下である請求項1~4のいずれか1つに記載の粒子捕捉装置。

【請求項6】
前記矩形流路の第3内壁面と第4内壁面との間の幅は、前記捕捉対象粒子の平均粒径の1.04倍以上5倍以下である請求項1~5のいずれか1つに記載の粒子捕捉装置。

【請求項7】
前記粒子捕捉用開口は、前記捕捉対象粒子の平均粒径の1.04倍以上3倍以下の大きさを有する請求項1~6のいずれか1つに記載の粒子捕捉装置。

【請求項8】
前記粒子捕捉用開口は、捕捉対象粒子の平均粒径よりも大きいことを特徴とする請求項1~4のいずれか1つに記載の粒子捕捉装置。

【請求項9】
前記扁平流路は、前記捕捉対象粒子の平均粒径の1.04倍以上2.3倍以下の厚さを有する請求項1~8のいずれか1つに記載の粒子捕捉装置。

【請求項10】
前記扁平流路の厚さは、第1内壁面と第2内壁面との間の幅又は第3内壁面と第4内壁面との間の幅と実質的に同じであり、
前記扁平流路は、前記扁平流路の上面及び下面のうちどちらか一方が第1又は第3内壁面と実質的に一致し、前記上面及び前記下面のうち他方が第2又は第4内壁面と実質的に一致するように設けられた請求項1~9のいずれか1つに記載の粒子捕捉装置。

【請求項11】
第1基板と第2基板とを備え、
前記矩形流路は、第1基板に設けられた溝が第2基板により覆われる構造を有する請求項1~10のいずれか1つに記載の粒子捕捉装置。

【請求項12】
前記粒子捕捉用開口の内部に捕捉された前記捕捉対象粒子を含む請求項1~11のいずれか1つに記載の粒子捕捉装置。

【請求項13】
前記捕捉対象粒子は、小胞、細胞小器官、細胞外小胞、ウィルス、リポソーム、金属粒子、有機粒子、無機粒子、大気汚染微粒子、又は花粉である請求項1~12のいずれか1つに記載の粒子捕捉装置。

【請求項14】
捕捉対象粒子を含む液体を導入流路に流すステップと、
前記捕捉対象粒子を含む液体が前記導入流路から扁平流路に流入するステップと、
前記捕捉対象粒子を含む液体が前記扁平流路から矩形流路に流入するステップと、
前記捕捉対象粒子が、前記矩形流路の第1内壁面に設けられた粒子捕捉用開口に侵入し捕捉されるステップと、を備え、
前記導入流路は、前記扁平流路の流路断面の流路断面よりも広い流路断面を有し、
前記扁平流路は、横幅の広い扁平な流路断面を有し、
前記矩形流路は、第1内壁面と第2内壁面とが対向し、第3内壁面と第4内壁面とが対向するように設けられていることを特徴とする粒子捕捉方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2019518882thum.jpg
出願権利状態 公開
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