(57)【要約】【課題】ソリッド式のナノポアシーケンサの集積度を向上させる。【解決手段】生体試料分析装置は、メンブレン１０１と、メンブレン１０１が露出するように複数の開口部が設けられ、メンブレンの一方の面上に積層された第１の層１０２と、第１の層１０２の複数の開口部のそれぞれと対応付けられて設けられた複数の独立電極１０４を有し、第１の層１０２に積層された第２の層と、メンブレンの他方の面上に積層され、メンブレンの一方の面のうち第１の層が有する複数の開口部によって露出した領域の反対側の面が露出するように単一の開口部が設けられた第３の層１００と、複数の独立電極１０４との間で電位差を生じる共通電極２００と、を備え、メンブレン１０１のうち、第１の層１０１の複数の開口部によって露出している部分は互いに絶縁されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
メンブレンと、
前記メンブレンが露出するように複数の開口部が設けられ、前記メンブレンの一方の面上に積層された第１の層と、
前記第１の層の前記複数の開口部のそれぞれと対応付けられて設けられた複数の独立電極を有し、前記第１の層に積層された第２の層と、
前記メンブレンの他方の面上に積層され、前記メンブレンの前記一方の面のうち前記第１の層が有する前記複数の開口部によって露出した領域の反対側の面が露出するように単一の開口部が設けられた第３の層と、
前記独立電極とは前記メンブレンを挟んで反対側に設けられる共通電極であって、前記第１の層の前記開口部によって形成された凹部、および、前記第３の層の前記単一の開口部で形成された凹部、のそれぞれに導電性の液体が導入された状態において前記複数の独立電極との間で電位差を生じる共通電極と、
を備え、
前記メンブレンのうち、前記第１の層の前記複数の開口部によって露出している部分は互いに絶縁されている、
生体試料分析装置。
【請求項２】
請求項１に記載の生体試料分析装置であって、
前記第１の層の前記メンブレンと接していない側の面は、前記複数の開口部の一つと前記複数の開口部の一つに対応付けられた前記複数の独立電極の一つのペアを囲む疎水性の領域を有する、
生体試料分析装置。
【請求項３】
請求項１に記載の生体試料分析装置であって、
前記第２の層は、前記第１の層が有する前記複数の開口部の一つと前記複数の開口部の一つに対応付けられた前記複数の独立電極の一つのペアと、前記複数の開口部の別の一つと前記複数の開口部の別の一つに対応付けられた前記複数の独立電極の別の一つのペアと、を互いに隔離する絶縁性の隔壁をさらに有する、
生体試料分析装置。
【請求項４】
請求項３に記載の生体試料分析装置において、
前記隔壁の上面は疎水性である、
生体試料分析装置。
【請求項５】
請求項４に記載の生体試料分析装置において、
前記隔壁の側面は疎水性である、
生体試料分析装置。
【請求項６】
請求項１に記載の生体試料分析装置において、
前記独立電極のそれぞれは、配線によってＩ／Ｏパッドと接続されている、
生体試料分析装置。
【請求項７】
請求項３に記載の生体試料分析装置において、
前記第２の層が有する前記隔壁および前記第１の層が有する前記開口部で形成された複数の凹部のそれぞれに溶液を導入する溶液供給機構をさらに備える、
生体試料分析装置。
【請求項８】
請求項３に記載の生体試料分析装置において、
前記隔壁の外周を囲い、前記導電性の液体を流入させる流入口と流入した前記導電性の液体を流出させる流出口とが設けられた液槽サポートをさらに備える、
生体試料分析装置。
【請求項９】
請求項８に記載の生体試料分析装置において、
前記液槽サポートには、前記複数の独立電極を二つ以上の区画に分ける仕切りを備え、それぞれの前記区画に対応する前記流入口と前記流出口とが設けられている、
生体試料分析装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の生体試料分析装置において、
前記第３の層は前記開口部を複数備え、前記開口部によって前記メンブレンが露出している領域の反対側の面に前記第１の層が有する前記複数の開口部によって露出した領域が含まれる、
生体試料分析装置。
【請求項１１】
請求項３に記載の生体試料分析装置において、
前記隔壁は前記複数の独立電極よりも高さが高い、
生体試料分析装置。
【請求項１２】
試料がナノポアを通過する際の電流の変化を同時に複数観測する生体試料分析方法であって、
前記ナノポアが形成されるメンブレンに積層された第１の層に設けられた複数の開口部と前記メンブレンの表面とによって形成される複数の凹部に対して、互いに接触しないように液滴状に溶液を導入するステップと、
前記メンブレンを支持する基板に設けられた開口部に溶液を導入するステップと、
前記メンブレンを挟んで設けられた複数の独立電極と単一の共通電極との間に電圧を印加することによって、前記開口部によって露出した前記メンブレンの複数の部分領域にナノポアを形成するステップと、
前記複数の凹部に導入された前記溶液と前記基板に設けられた前記開口部に導入された前記溶液との何れか一方に含まれる生体試料が前記ナノポアを通過する際の前記ナノポアを流れる電流値を計測するステップと、
を含む生体試料分析方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の生体試料分析方法であって、
前記複数の凹部に対して溶液を導入するステップにおいて、前記複数の凹部の一つと前記複数の凹部の別の一つとで、導入する前記溶液が異なる、
生体試料分析方法。
【請求項１４】
請求項１２に記載の生体試料分析方法であって、
前記複数の凹部に対して溶液を導入するステップにおいて、吐出口を有する溶液供給機構によって前記溶液を導入する、
生体試料分析方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の生体試料分析方法であって、
前記複数の凹部に対して溶液を導入するステップにおいて、前記溶液供給機構によって前記複数の凹部の少なくとも二つを跨る量の前記溶液を導入し、
さらに、
前記溶液供給機構が前記溶液を吸引して、前記複数の凹部に導入された前記溶液が互いに接触しないようにするステップを含む、
生体試料分析方法。
【請求項１６】
請求項１２に記載の生体試料分析方法であって、
前記複数の凹部に対して溶液を導入するステップの後に、前記複数の独立電極のうち隣り合う二つの独立電極間に電圧を印加して、前記隣り合う二つの独立電極間に流れる電流の電流値を測定するステップと、
測定した前記電流値が所定の値以上である場合に前記隣り合う二つの独立電極で計測する区画を不良区画と判定するステップと、
をさらに含む生体試料分析方法。
【請求項１７】
請求項１２に記載の生体試料分析方法であって、
前記基板に設けられた開口部に溶液を導入するステップの後であって、且つ、前記ナノポアを形成するステップの前に実行されるステップとして、
前記独立電極と前記共通電極との間に前記ナノポアを形成する際の電圧よりも小さい電圧を印加し、前記独立電極と前記共通電極との間に流れる電流の電流値を計測するステップと、
前記電流値が所定の値以上である場合に前記電流値を計測した区画を不良区画と判定するステップと、
をさらに含む生体試料分析方法。
【請求項１８】
請求項１２に記載の生体試料分析方法であって、
前記ナノポアを形成するステップの後に実行されるステップとして、
電圧を印加し、前記独立電極と前記共通電極との間に流れる電流の電流値を計測するステップと、
前記電流値が所定の値より小さい場合に前記電流値を計測した区画を不良区画と判定するステップと、
をさらに含む生体試料分析方法。
【請求項１９】
請求項１８に記載の生体試料分析方法であって、
前記ナノポアを流れる電流値を計測するステップにおいて、前記不良区画ではない区画の前記ナノポアを前記生体試料が通過する際の前記ナノポアを流れる電流値を計測する、
生体試料分析方法。
【請求項２０】
試料がナノポアを通過する際の電流の変化を同時に複数観測する生体試料分析方法であって、
前記ナノポアが形成されるメンブレンに積層された第１の層に設けられた複数の開口部と前記メンブレンの表面とによって形成される複数の凹部に対して、前記複数の開口部を囲む液槽サポートに設けられた流入口から溶液を導入して前記溶液で満たすステップと、
前記液槽サポートの前記流入口から前記溶液に対して不溶性且つ絶縁性の液体を導入し、前記液槽サポートに設けられた流出口から前記溶液の一部を流出させ、前記複数の凹部に対して、前記溶液が互いに接触しない液滴状の形状となるようにするステップと、
前記メンブレンを支持する基板に設けられた開口部に溶液を導入するステップと、
前記メンブレンを挟んで設けられた複数の独立電極と単一の共通電極との間に電圧を印加することによって、前記開口部によって露出した前記メンブレンの複数の部分領域にナノポアを形成するステップと、
前記複数の凹部に導入された前記溶液と前記基板に設けられた前記開口部に導入された前記溶液との何れか一方に含まれる生体試料が前記ナノポアを通過する際の前記ナノポアを流れる電流値を計測するステップと、
を含む生体試料分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、生体試料分析装置および生体試料分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡおよびタンパク質等の生体試料を分析する生体試料分析装置として封鎖電流方式のナノポアシーケンサの開発が進められている。封鎖電流方式のナノポアシーケンサは、生体試料と同程度の大きさのナノポアを有する薄膜のメンブレンと、メンブレンの上下に配置された、電極を有する二つの液槽を備える。上記二つの液槽は溶液で満たされ、そのうちの一つの液槽に生体試料が導入される。そして、電極には電圧が印加され、生体試料がナノポアを通過する際に両電極間に流れる電流値の変化が計測される。ナノポアシーケンサは、このような計測により、生体試料の構造的な特徴を判定する。
【０００３】
封鎖電流方式のナノポアシーケンサの形成方法には、「バイオ式」および「ソリッド式」の二種類がある。バイオ式は、生体分子を用いてナノポアシーケンサを形成する手法である。バイオ式では、まず、溶液で満たした液槽に両親媒性の脂質二重膜を乗せたメンブレンが配置される。次に、脂質二重膜のメンブレンにナノメートルサイズのナノポアを有する改変タンパク質（Mycobacterium Smegmatis Porin A等）を浮かばせることにより、ナノポアが形成される。なお、バイオ式は、使用するタンパク質および脂質二重膜などが変性しやすいという課題がある。
【０００４】
一方、ソリッド式は、生体分子とは異なり、機械強度の強い材料をメンブレンに用いるため、温度、ｐＨ、電圧などの環境に対してロバストなナノポアシーケンサになりうる。ソリッド式は、例えばシリコン窒化膜がメンブレンとして用いられ、電子線の照射、または電圧の印加により、メンブレンにナノメートルサイズのナノポアが形成される。一般的なソリッド式のナノポアシーケンサでは、シリコン窒化膜に代表される機械強度の強い材料が基板に成膜され、次に、開口を基板に形成することによりシリコン窒化膜を露出させる。これにより、メンブレンを有する基板が形成される。そして、メンブレンを有する基板の上下に、液槽および電極を構成する部材が取付けられる。液槽には、少なくとも二つの流路（例えば、溶液を導入するための流路と、液槽内に存在する気体および余分な液体を排出するための流路）が設けられる。
【０００５】
ナノポアシーケンサでは、読み取りスループットの向上のために、複数のナノポアシーケンサを並列して配置し、生体分子の構造を並行して計測することが重要となる。ナノポアシーケンサのアレイ化では、ナノポアのみならず、付随する液槽、電極等の周辺構造も並列化する必要がある。
【０００６】
例えば、特許文献１は、ソリッド式のナノポアシーケンサのアレイ化について開示している。特許文献１に記載されたナノポアシーケンサでは、メンブレンをシリコン基板上にアレイ状に形成し、そのアレイ状に並んだメンブレンそれぞれに対して液槽となるパーツと二つの流路を接続し、二つの流路のうち一方の流路を電極材料で形成する。つまり、特許文献１に記載されたナノポアシーケンサは、流路が電極を兼ねることにより、流路と電極のフットプリント（または設置面積）を減らすことができる構造を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−２６９８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１に記載されたナノポアシーケンサでは、各シーケンサにおいて独立して設けられた電極が、メンブレンを有する基板とは別の部材で構成される。また、特許文献１に記載されたナノポアシーケンサでは、独立して設けられた複数の液槽のそれぞれに溶液を供給するために、流入用および流出用の２本の流路を設けている。このような構造とした場合、流路や別部材の設置面積により、ナノポアシーケンサの面積が増大する。その結果、シーケンサの集積化および並列化を阻害する要因となる。
【０００９】
本開示は、上記の点に鑑みてなされたものであり、ソリッド式のナノポアシーケンサの集積度を向上させる技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、メンブレンと、前記メンブレンが露出するように複数の開口部が設けられ、前記メンブレンの一方の面上に積層された第１の層と、前記第１の層の前記複数の開口部のそれぞれと対応付けられて設けられた複数の独立電極を有し、前記第１の層に積層された第２の層と、前記メンブレンの他方の面上に積層され、前記メンブレンの前記一方の面のうち前記第１の層が有する前記複数の開口部によって露出した領域の反対側の面が露出するように単一の開口部が設けられた第３の層と、前記独立電極とは前記メンブレンを挟んで反対側に設けられる共通電極であって、前記第１の層の前記開口部によって形成された凹部、および、前記第３の層の前記単一の開口部で形成された凹部、のそれぞれに導電性の液体が導入された状態において前記複数の独立電極との間で電位差を生じる共通電極と、を備え、前記メンブレンのうち、前記第１の層の前記複数の開口部によって露出している部分は互いに絶縁されている生体試料分析装置を提供する。
【００１１】
また、試料がナノポアを通過する際の電流の変化を同時に複数観測する生体試料分析方法であって、前記ナノポアが形成されるメンブレンに積層された第１の層に設けられた複数の開口部と前記メンブレンの表面とによって形成される複数の凹部に対して、前記複数の開口部を囲む液槽サポートに設けられた流入口から溶液を導入して前記溶液で満たすステップと、前記液槽サポートの前記流入口から前記溶液に対して不溶性且つ絶縁性の液体を導入し、前記液槽サポートに設けられた流出口から前記溶液の一部を流出させ、前記複数の凹部に対して、前記溶液が互いに接触しない液滴状の形状となるようにするステップと、前記メンブレンを支持する基板に設けられた開口部に溶液を導入するステップと、前記メンブレンを挟んで設けられた複数の独立電極と単一の共通電極との間に電圧を印加することによって、前記開口部によって露出した前記メンブレンの複数の部分領域にナノポアを形成するステップと、前記複数の凹部に導入された前記溶液と前記基板に設けられた前記開口部に導入された前記溶液との何れか一方に含まれる生体試料が前記ナノポアを通過する際の前記ナノポアを流れる電流値を計測するステップと、を有する生体試料分析方法を提供する。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、ソリッド式のナノポアシーケンサの集積度を向上させることができる。なお、本開示に関連する更なる特徴は、本明細書の記述、添付図面から明らかになるものである。また、上記した以外の、課題、構成および効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例１に係る生体試料分析装置が備える分析デバイスの断面図である。
【図２】実施例１に係る生体試料分析装置の全体構成を概略的に示す図である。
【図３】生体試料分析装置を用いた生体試料の分析フローを示すフローチャートである。
【図４ａ】溶液供給機構が種々の溶液を分析デバイスに導入する様子を示す図である。
【図４ｂ】溶液供給機構が種々の溶液を分析デバイスに導入する様子を示す図である。
【図４ｃ】溶液供給機構が種々の溶液を分析デバイスに導入する様子を示す図である。
【図４ｄ】溶液供給機構が種々の溶液を分析デバイスに導入する様子を示す図である。
【図５】生体試料を共通液槽に導入した様子を示す図である。
【図６】アレイ数が６４（８行、８列）の場合の分析デバイスの上面図である
【図７】実施例２における溶液の導入方法を説明するための図である。
【図８】実施例アレイ数が２５６（（８行、８列）のアレイが（２行、２列）で並んでいる）の場合の分析デバイスの上面図である。
【図９】実施例３の分析デバイスの一部の断面図である。
【図１０】基板開口部１０８Ａと基板開口部１０８Ｂとが支持部で仕切られている様子を示す図である。
【図１１】実施例４に係る分析デバイスの断面図である。
【図１２】溶液サポートの別の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を用いて本開示の実施例について説明する。各図面は模式的に描いており、説明に不用な箇所は省略している。実施例に記載する構造、材料および方法は、本開示の思想を具現化するための一例であり、材料および寸法などを厳密に特定するものではない。また、本開示の実施例は、後述する実施例に限定されるものではなく、その技術思想の範囲において、種々の変形が可能である。
【００１５】
＜実施例１＞
図１は、実施例１に係る生体試料分析装置が備える分析デバイス１０の断面図である。生体試料分析装置は、基板１００（第３の層）、メンブレン１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ）、絶縁層１０２（第１の層）、配線１０３（１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ）、独立電極１０４（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ）、Ｉ／Ｏパッド１０５（１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄ）、隔壁１０６、凹部１０７（１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ）および共通電極２００を備える。基板１００には基板開口部１０８が設けられ、当該基板開口部１０８が共通液槽２０１として機能する。
【００１６】
メンブレン１０１の一方の面には絶縁層１０２（第１の層）が積層され、他方の面には基板１００（第３の層）が積層されている。絶縁層１０２には、メンブレン１０１が露出するように複数の開口部が設けられ、上記複数の開口部のそれぞれと対応付けられて複数の独立電極１０４がアレイ状に設けられている。つまり、複数の独立電極１０４が、メンブレン１０１の上方に設けられており、絶縁層１０２と隔壁１０６とにより形成される凹部１０７の底部にてメンブレン１０１が露出している。なお、一つの独立電極１０４と一つの凹部１０７とそれを囲む隔壁１０６は一つの区画を定義する。つまり、生体試料分析装置は区画の数だけ複数の生体試料分析を同時に実行できる。
【００１７】
また、絶縁層１０２に被覆された状態でパターニングされた配線１０３を介して、複数の独立電極１０４のそれぞれはＩ／Ｏパッド１０５と接続されている。隔壁１０６は、絶縁層１０２が有する複数の開口部の一つ（例えば、凹部１０７Ａの第１の層部分）と複数の開口部の一つに対応付けられた複数の独立電極１０４の一つ（例えば、独立電極１０４Ａ）のペアと、複数の開口部の別の一つ（例えば、凹部１０７Ｂの第１の層部分）と複数の開口部の別の一つに対応付けられた複数の独立電極１０４の別の一つ（例えば、独立電極１０４Ｂ）のペアと、を互いに隔離するように設けられている。
【００１８】
一方、基板開口部１０８および共通電極２００は、メンブレン１０１を挟んで、複数の独立電極１０４とは反対側に配置されている。共通液槽２０１は、基板開口部１０８とつながった一つの空間を形成している。
【００１９】
ここで、例えば、基板１００の材料はシリコンであり、メンブレン１０１の材料は窒化シリコンであり、絶縁層１０２の材料は酸化シリコンであり、配線１０３の材料は銅であり、独立電極１０４、共通電極２００およびＩ／Ｏパッドの材料は金であり、隔壁１０６の材料はポリイミド樹脂であり、共通液槽２０１の材料はアクリル樹脂である。
【００２０】
また、メンブレン１０１の表面は親水性であり、メンブレン１０１を取り囲む隔壁１０６の上面および側面は疎水性である。ここで、一例として、メンブレン１０１の口径は２００ｎｍ、第１の電極１０４の短寸法は１μｍ、隔壁１０６の開口径は２５μｍ、アレイピッチは５０μｍとした。なお、隔壁１０６は、疎水性でないかまたは十分に疎水性でなくとも、例えば、表面の疎水性処理を施したものならばよい。その場合、隔壁１０６の上面のみに疎水性処理を施してもよく、隔壁１０６の表面全体に亘って疎水性処理を施してもよい。
【００２１】
上記分析デバイス１は、例えば、半導体プロセスと同様の方法によって形成することができる。配線パターンは、例えば、ダマシン法によって形成する。具体的には、層形成後にレジストを塗布して、所望のパターンに沿ってエッチングし、エッチングした箇所に電解めっきによって配線パターンを形成する。その後、不要なレジストをアッシングして除去し、また、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）によって表面を平坦にする。この工程を繰り返すことによって、必要な配線パターン、独立電極１０４、隔壁１０６等が得られる。
【００２２】
図２は、実施例１に係る生体試料分析装置１の全体構成を概略的に示す図である。生体試料分析装置１は、制御回路部３００、電源および制御・検出データ取得ユニット４００、溶液供給機構５００を有する。制御回路部３００は、Ｉ／Ｏパッド１０５と着脱可能な端子でつながっており、また、電源および制御・検出データ取得ユニット４００と配線を介して接続されている。制御回路部３００は、例えば、複数の独立電極１０４に印加する電圧を制御し、計測中に得られる信号を電源および制御・検出データ取得ユニット４００または図示しないＰＣに転送する。
【００２３】
電源および制御・検出データ取得ユニット４００には、高出力電源と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などのプロセッサと、メモリと、ハードディスク等の記憶部を少なくとも備える。メモリには、例えば、データの分析用プログラムおよび機器の制御用プログラムが記録されており、ＣＰＵは当該プログラムを読み込むことによって測定データを測定し、種々の機器の制御を行う。
【００２４】
溶液供給機構５００は、分析デバイス（図１に示された構造部分）の上部に配置し、メンブレン１０１に溶液を供給する役割を果たす。溶液供給機構５００は、例えば、電源および制御・検出データ取得ユニット４００が出力する制御信号によって制御され、定められた位置において定められた量の液を吐出する。また、溶液供給機構５００は、吐出時とは逆にアクチュエータまたはモータを作動させることによって吸引機構としても機能することができる。
【００２５】
［生体試料の分析フロー］
図３は、生体試料分析装置１を用いた生体試料の分析フローを示すフローチャートである。以下では、アレイ数が四つの場合を説明するが、アレイ数は四つより多くても少なくてもよい。以下に、各ステップＳ１１〜Ｓ２１について説明する。
【００２６】
（１）ステップＳ１１
まず、溶液供給機構５００に、溶液５０１と生体試料５０２とを準備し、電源および制御・検出データ取得ユニット４００の制御により溶液供給機構５００を所望の位置まで移動させる。そして、溶液供給機構５００が、メンブレン１０１を底部にもつ凹部１０７に対して、生体試料５０２が入った溶液５０１を導入する。
【００２７】
図４は、溶液供給機構５００が種々の溶液を分析デバイス１０に導入する様子を示す図である。図４（ａ）に示すように、一つの凹部１０７Ａに対して溶液５０１を供給する場合、まず凹部１０７Ａに溶液供給機構５００を位置合わせし、続いて、凹部１０７Ａを満たす（メンブレン１０１Ａと独立電極１０４Ａとが溶液に浸る）に十分で、且つ隣接した凹部１０７Ｂに漏れない量の溶液５０１を導入する。この工程を、別の凹部（１０７Ｂ、１０７Ｃおよび１０７Ｄ）に対しても行い、図４（ｂ）に示すように、全ての凹部１０７内を溶液５０１で満たした。ここで、隣接した凹部１０７間に導入された溶液５０１は、互いに接触しないように遮断された、並列した液溜まり（５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃ、５０３Ｄ）を形成する。なお、溶液５０１には、塩化カリウム等の電解質を含む。また、溶液供給機構５００は複数の突出口を備え、各凹部（１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ）に対して平行して溶液を導入してもよい。
【００２８】
（２）ステップＳ１２
次に、溶液供給機構５００に絶縁性流体５０４を準備する。溶液供給機構５００から、図４（ｃ）に示すように、並列した液溜まり（５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃ、５０３Ｄ）の上部から絶縁性流体５０４を導入し、並列した液溜まり（５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃ、５０３Ｄ）を被覆する。絶縁性流体５０４の存在により、微量の液溜まり（５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃ、５０３Ｄ）が乾燥するのを防ぐ。ここで絶縁性流体５０４は、例えば、油性液体であり、溶液５０１に対して不溶性である。
【００２９】
（３）ステップＳ１３
続いて、図４（ｄ）に示すように、共通液槽２０１に対して溶液５０１を導入する。これにより、メンブレン１０１の上下が溶液で満たされる。なお、ステップＳ１１およびＳ１２のセットと、ステップＳ１３とは順序が逆であってもかまわない。即ち、ステップＳ１３、ステップＳ１１、ステップＳ１２の順で工程を実施してもよい。
【００３０】
（４）ステップＳ１４
隣接する独立電極（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ）間に電圧を印加し、リーク電流値を測定する。例えば、独立電極１０４Ａと独立電極１０４Ｂとの間、独立電極１０４Ｃと独立電極１０４Ｄとの間のリーク電流値を並列して測定し、次に独立電極１０４Ｂと独立電極１０４Ｃとの間のリーク電流値を測定する。これは、独立電極（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ）間に、溶液５０１のリーク（即ち液滴同士の接触）があると、後に説明するナノポア形成工程でメンブレン１０１にナノポアが形成されない、または、試料分析工程において信号ノイズを発生させるなど、様々な不具合が生じるため、リークが生じた不良区画を特定するためである。なお、ステップＳ１４は、ステップＳ１１の後に実施すればよく、例えば、ステップＳ１３の前に実施してもよい。
【００３１】
（５）ステップＳ１５
リーク電流が存在するか否かの判定は、この後説明するナノポア形成工程および試料分析工程において支障をきたさない一定の電流値を閾値として設定し、測定したリーク電流値を閾値と比較する。当該閾値は、例えば、印加する電圧が０．１Ｖである場合に、後述のステップＳ２１の際にナノポアを流れる電流に比べて十分に小さな値である１０ｐＡとする。ステップＳ１５の判定でリーク電流値が閾値以上である場合には、ステップＳ２２に進み、当該リーク電流が検出された区画を不良と特定する。不良区画もしくは良品区画は、記憶部（例えば、電源および制御・検出データ取得ユニットが備えるメモリ）にて記憶しておく。ステップＳ１５の判定においてリーク電流値が閾値より小さければ、ステップＳ１６に進み、リーク電流が検出されなかった区画を良品区画とする。
【００３２】
（６）ステップＳ１６
共通電極２００と、独立電極（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ）のそれぞれとの間に、ステップＳ１８で印加するよりも低い電圧を印加し、メンブレン（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ）のそれぞれに流れるメンブレン間リーク電流を測定する。この際、印加する電圧は、例えば、−１〜＋１Ｖの範囲のスイープ電圧である。
【００３３】
（７）ステップＳ１７
メンブレン間リーク電流は、この後説明する試料分析工程において支障をきたさない一定のレベルを閾値として設定し、測定したメンブレン間リーク電流値を閾値と比較する。例えば、事前にメンブレンが割れているなど初期不良がある場合には、メンブレン間に大きな電流が流れる。したがって、当該閾値は、例えば、メンブレン間に印加する電圧が０．１Ｖである場合に、後述のステップＳ２１においてナノポアを流れる電流に比べて十分に小さな値である１００ｐＡとする。ステップＳ１７の判定でメンブレン間リーク電流値が閾値以上である場合には、ステップＳ２２に進み、リーク電流が検出された区画を不良と特定する。不良区画もしくは良品区画（不良と判定されなかった区画）は、記憶部にて記憶しておく。ステップＳ１７の判定でメンブレン間リーク電流値が閾値より小さければ、ステップＳ１８に進み、リーク電流が検出されなかった区画を良品区画とする。
【００３４】
（８）ステップＳ１８
共通電極２００と、独立電極（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ）のそれぞれとの間に電圧を印加し、既知の絶縁破壊のメカニズムによりメンブレン（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ）に、ナノメートルサイズのナノポアを形成する。
【００３５】
（９）ステップＳ１９
所望のサイズのナノポアが形成されたかを判断するために、共通電極２００と独立電極（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ）間に、ナノポア形成工程で印加した電圧よりも小さい電圧を印加し、共通電極２００と、独立電極（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ）のそれぞれとの間に流れる電流値を測定する。なお、形成したナノポアの径は、メンブレン１０１に流れる電流値が大きいほど大きくなり、電流値で制御できる（ＷＯ２０１５／０９７７６５Ａ参照）。ステップＳ１９の処理は、メンブレン１０１の親水性が不十分でメンブレン１０１と溶液５０１とが十分に接しない場合、メンブレン１０１の上下に電圧が正常に印加されず、ナノポアが形成されないために実施する処理である。
【００３６】
（１０）ステップＳ２０
共通電極２００と、独立電極（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ）のそれぞれとの間に流れる電流値が所望のサイズのナノポアに対応する値になっているかどうかを判定する。共通電極２００と独立電極（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ）のそれぞれとの間に流れる電流値が所定の電流値より小さい区画があった場合、その区画を不良と判断する。その後、ステップＳ２２に進み、この不良区画を記憶部にて記憶しておく。
【００３７】
なお、各独立電極１０４に印加する電圧およびシーケンスは、制御回路部３００が制御し、複数区画（メンブレン１０１の複数の露出部分）で平行してナノポア形成を行う。この際、先に説明した液槽形成後に不良と判断した区画には、この電圧を印加する工程および電流を測定する工程を行う必要はない。良品区画のみに上記ナノポア形成工程および電流値測定工程を行えば、ナノポア形成を効率よく行うことができる。ただし、この不良が、メンブレン１０１と溶液５０１との間に気泡があって発生した場合には、気泡を抜く作業を行うことで、救済される場合がある。メンブレン１０１と溶液５０１との間に気泡がある場合は、減圧環境下に分析デバイス１０をおくことで、気泡の体積を膨張させ、気泡の浮力を増加させ、気泡を除去する作業を行い、ステップＳ１８に戻る。
【００３８】
（１１）ステップＳ２１
最後に、共通電極２００と独立電極（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ）のそれぞれとの間に電圧を印加する。電圧を印加することにより、ナノポアの周辺に電場が発生し、液中でチャージした生体試料５０２の電気泳動が生じる。これにより、生体試料５０２がそれぞれのナノポアに導入され、ナノポアを通過する。検出される電流値は、生体試料がナノポアを通過する前と、生体試料がナノポアを通過中とで異なる。これは、生体試料の断面積により、ナノポアが一部封鎖され、ナノポアの抵抗値が変化するためである。これらの測定した電流値から、生体試料の構造を分析する。なお、この封鎖電流測定による試料の構造分析は、不良区画ではない区画に対して実施すればよい。
【００３９】
以上の各工程を経て、流路がなく、メンブレン１０１、独立電極１０４、凹部１０７といった並列要素が基板１００の上に形成された集積度の高い構造が実現され、並列ナノポア形成および試料分析が効率的に実現される。
【００４０】
なお、上で説明した内容は一例であり、生体試料分析装置１は上記構成に限定されない。基板１００とのアライメントや、溶液吐出量の調整が問題にならないレベルであれば、溶液供給機構５００を装置に組み込む必要はなく、手でマイクロピペットを用いて溶液の吐出操作をしてもよい。
【００４１】
なお、上の説明では、制御回路部３００は独立した部品としたが、基板１００が備えてもよく、電源および制御・検出データ取得ユニット４００内に配置してもよく、装置のバリエーションは様々である。つまり、生体試料分析装置１を測定環境に適した系として構築すればよい。
【００４２】
また、独立した複数の凹部１０７のそれぞれには、異なる種類の溶液５０１や生体試料５０２を導入することができる。その場合、必ずしも複数の凹部（１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ）のそれぞれで溶液５０１と生体試料５０２との種類をかえる必要はなく、組み合わせは任意である。これにより、同一試料５０２を同じ溶液５０１に混入して複数分析すれば、分析精度を向上させることができ、同一試料５０２を異なる溶液条件にて分析すれば、多角的な情報を得ることができ、異なる試料５０２を配置すれば、計測スループットを向上させることができる。
【００４３】
また、全ての凹部１０７において同一試料５０２を導入して分析する場合は、生体試料５０２を共通液槽２０１側に導入してもよい。
図５は、生体試料５０２を共通液槽２０１に導入した様子を示す図である。生体試料５０２を共通液槽２０１に導入する場合、生体試料５０２を凹部１０７に導入した場合と比較して、例えば、独立電極１０４と共通電極２００とに印加する電圧の向きを逆にして計測する。
【００４４】
また、分析デバイス１０に関しても、メンブレン１０１や独立電極１０４が十分親水性であり、同区画のメンブレン１０１と独立電極１０４とを囲むようにして疎水性の領域が形成されていれば、隔壁１０６はなくてもよい。その場合、例えば、絶縁層１０２（第１の層）の表面に、同区画のメンブレン１０１の露出部分と独立電極１０４とを囲むように疎水性処理がなされた領域を形成する。
【００４５】
また、独立電極１０４とＩ／Ｏパッド１０５とをつなぐ配線１０３の並列数が多く、一層で配線を配置しきれない場合は、配線１０３が設けられる層を多層化してもよい。また、例えば、メンブレン１０１の材料は窒化シリコンであったが、酸化シリコン、グラフェン、グラファイト、有機物質または高分子材料などでもよい。独立電極１０４および共通電極２００の材料は金であったが、銀、白金などの他の金属であってもよい。隔壁１０６の材料はポリイミド樹脂であったが、エポキシ樹脂または酸化シリコン等の絶縁性材料を用いてもよい。
【００４６】
また、基板１００は、メンブレン１０１が上方になるように設置したが、基板１００がメンブレン１０１の上側に位置する構成であってもよい。その場合、凹部１０７に液槽が形成されるように十分な表面張力を有する溶液５０１を選択し、下方から凹部１０７に向かって溶液５０１を噴射する。
【００４７】
図６は、アレイ数が６４（８行、８列）の場合の分析デバイス１０の上面図である。図６には、基板１００、メンブレン１０１、Ｉ／Ｏパッド１０５、隔壁１０６および基板開口部１０８のレイアウトが描かれている。図６に示す隔壁１０６には、図４に示されたメンブレン１０１、独立電極１０４および凹部１０７が内包されている。また、基板１００周辺に配置しているＩ／Ｏパッド１０５は、図４に示された配線１０３（図６では省略）を介して、メンブレン１０１の露出された部分周辺に配置する独立電極１０４と接続されている。また、基板１００の裏面側に形成される基板開口部１０８は、メンブレン１０１の一方の面のうち絶縁層１０２（第１の層）が有する複数の開口部によって露出した領域の反対側の面が露出するように設けられている。
【００４８】
なお、ナノポアはメンブレン１０１に予め形成されていてもよい。実施例１に係る生体試料分析装置１では、ナノポアはメンブレンに電圧を印加することによって形成された。しかしながら、ナノポアの形成方法はこれに限定されない。ナノポアは、電子線を予めメンブレン１０１に照射することによって形成されてもよい（例えば、A. J. Storm et al.、 Nat. Mat. 2 (2003)参照）。
【００４９】
また、上述したとおり、溶液５０１を導入する際には、メンブレン１０１と溶液５０１との濡れ性が高く、かつ異なる凹部間（例えば、凹部１０７Ａと凹部１０７Ｂとの間）で溶液５０１がリークしない（互いに接触しない）ことが重要である。メンブレン１０１の濡れ性を高めるためには、溶液５０１を導入する前に表面処理を行うと効果的である。
【００５０】
濡れ性を向上させる表面処理として、硫化水素と過酸化水素の混合液に分析デバイス１０を漬けて、メンブレン１０１の表面に堆積した有機物を除去してもよく、溶液５０１を導入する前にアルコールを導入し、それを溶液５０１で置換してもよく、分析デバイス１０を酸素プラズマ処理してもよい。また、上記方法を組み合わせてもよい。
【００５１】
この濡れ性を向上させる表面処理により、二つの凹部間の領域の濡れ性が高くなってしまい隣接アレイ間で溶液５０１のリークが発生する場合は、濡れ性を向上させる表面処理を行う際に、二つの凹部間の領域をマスクすると効果的である。マスクする方法には、感光性レジストを成膜した後にリソグラフィを用いてマスク領域のみにレジストを残す方法、および、予めパターニングしたシートを貼り付ける方法等がある。実施例１では、隔壁１０６自体が疎水性材料であり、その疎水性をリーク防止に利用したが、二つの凹部間の領域のリークが問題となる場合は、積極的に隔壁１０６の表面を疎水性にする表面処理を行う。隔壁１０６の表面を疎水性にする表面処理として、フッ素プラズマ処理を施してもよいし、ヘキサメチルジシラザンなどの疎水性材料を表面に成膜してもよい。この際、メンブレン１０１の露出部分など濡れ性を損なってはいけない領域に疎水性の処理の影響がないようにするには、疎水性の表面処理をアレイ全面（分析デバイス１０の上側表面）に施した後、メンブレン１０１の露出部分の疎水性処理された表面を除去してもよいし、予めメンブレン１０１の露出部分をマスクした状態で疎水性の表面処理を施し、後にマスクをリフトオフしてもよい。
【００５２】
＜実施例２＞
実施例２では、実施例１と比較して溶液５０１の導入スループットが向上する溶液５０１の導入方法の例を説明する。溶液５０１の導入方法以外は、実施例１において説明した生体試料５０２の分析方法を適用するため、溶液５０１の導入方法以外の工程や生体試料分析装置１の構造の説明は省略する。つまり、実施例２では、図３に示されたフローチャートのうち、ステップＳ１１の工程の内容が実施例１とは異なる。そのため、ここでは実施例２の場合のステップＳ１１の工程についてのみ説明し、その後の工程については説明を省略する。
【００５３】
図７は、実施例２の場合の溶液５０１の導入方法を説明するための図である。図７に示すとおり、実施例２では、ステップＳ１１における各凹部１０７への溶液５０１の導入は、溶液供給機構５００を用いて、凹部１０７Ａおよび凹部１０７Ｂに対して同時に実行している。
【００５４】
この場合、まず溶液５０１の形状は、凹部１０７Ａおよび凹部１０７Ｂに跨る形状になる。その後、溶液５０１を溶液供給機構５００で吸引する。少なくとも独立電極１０４Ａおよび１０４Ｂとメンブレン１０１Ａおよび１０１Ｂが十分に親水性であり、メンブレン１０１Ａおよび１０１Ｂ間に配置された隔壁１０６が疎水性の表面であるため、溶液５０１を吸引すると溶液５０１が二つに分裂し、凹部１０７Ａおよび凹部１０７Ｂに溶液５０１が互いに接触しないように液溜まり状に残る。なお、溶液５０１を吸引する際は、例えば、溶液供給機構５００に設けられたモータ等を吐出時とは逆に動作させる。
【００５５】
上記の吐出動作および吸引動作によって、凹部１０７Ａ内のメンブレン１０１Ａの露出部分および独立電極１０４Ａ、ならびに、凹部１０７Ｂ内のメンブレン１０１Ｂの露出部分および独立電極１０４Ｂは溶液５０１で満たされる。隣接した凹部１０７Ａおよび凹部１０７Ｂ間は溶液５０１が互いに独立した並列の液溜まりを形成する。上記過程を凹部１０７Ｃおよび凹部１０７Ｄにも行い、アレイ全体に液溜まりを形成する。実施例２の溶液５０１の導入方法を適用すると、一括して溶液５０１を導入した区画（例えば、凹部１０７Ａおよび凹部１０７Ｂ）では、同一試料かつ同一溶液の計測を同時に実行できるため、高い計測精度が得られるだけでなく、同時に溶液５０１を複数の区画に導入するため、溶液５０１の導入スループットが高い。
【００５６】
＜実施例３＞
以下に、実施例１に係る分析デバイス１０と比較して、メンブレン１０１が損傷しにくく不良率が低減するデバイス構造を説明する。図４に示されたように、実施例１に係る分析デバイス１０は、四つの凹部（１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ）に対して、基板開口部１０８は一つであり、四つの凹部（１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ）はアレイ外周部の基板１００のみによって支持されている。また、図６に示されているように、実施例１に係る分析デバイス１０では、基板開口部１０８の口径は、おおよそ隔壁１０６の外周の口径とほぼ同一である。そのため、アレイ数が増えて基板開口部１０８の面積が大きくなると、メンブレン１０１の基板開口部１０８によって露出している部分は、その上に積層された絶縁層１０２および隔壁１０６の応力ならびに外部の異物との接触によって損傷しやすくなる。
【００５７】
実施例３に係る生体試料分析装置は、分析デバイスの構造が実施例１に係る生体試料分析装置１とは異なる。それ以外は、実施例１に記載した構造および方法を適用し、実施例１と同一の工程や構造の説明は省略する。
【００５８】
図８は、実施例アレイ数が２５６（（８行、８列）のアレイが（２行、２列）で並んでいる）の場合の分析デバイス２０の上面図である。図８には、基板１００、メンブレン１０１、隔壁１０６および基板開口部１０８のレイアウトが描かれている。図８には、実施例３の分析デバイス２０が基板開口部１０８を四つ有する例が描かれており、四つの基板開口部１０８のそれぞれは、（２行、２列）のレイアウトで配列している。四つの基板開口部１０８のそれぞれは、複数の区画（または凹部１０７）を内包する。
【００５９】
図９は、実施例３の分析デバイス２０の一部の断面図である。図９において、メンブレンの露出部分１０１Ａおよび１０１Ｂは同一の基板開口部１０８Ａに内包され、メンブレンの露出部分１０１Ｃおよび１０１Ｄは同一の基板開口部１０８Ｂに内包される。図９に示されているとおり、基板開口部１０８Ａと基板開口部１０８Ｂとの間には凸部があり、基板１００の強度が保たれている。また、基板開口部１０８Ａと基板開口部１０８Ｂとの間に支持部を設け、複数の共通液槽２０１Ａおよび２０１Ｂを形成することもできる。
【００６０】
図１０は、基板開口部１０８Ａと基板開口部１０８Ｂとが支持部Ｓで仕切られている様子を示す図である。支持部Ｓには、例えば、例えば、フォトリソグラフィで加工された熱圧着材を用いれば、共通液槽２０１Ａおよび２０１Ｂの間を微細な構造物で仕切ることができ、デバイス面積を増大させることはない。ただし、共通液槽２０１Ａおよび２０１Ｂの間を仕切る方法はこれに限らない。支持部Ｓによって仕切られた共通液槽２０１Ａおよび２０１Ｂには、それぞれ異なる溶液および／または異なる生体試料を導入してもかまわない。そのようにすると、計測スループットを向上させることができる。
【００６１】
＜実施例４＞
実施例１の生体試料分析装置１では、溶液供給機構５００を用いて、溶液５０１および生体試料５０２を複数の凹部１０７へ導入した。実施例４に係る生体試料分析装置では、実施例１とは異なる方法で、溶液５０１および生体試料５０２を分析デバイスに導入する。実施例４では、溶液５０１の導入方法以外は、実施例１と同様であるため、同一の工程や構造についての説明は省略する。具体的には、図３に示されたフローチャートにおいて最初のステップＳ１１およびＳ１２の工程のみ実施例１と実施例４とで異なるため、実施例４におけるステップＳ１１およびＳ１２の工程についてのみ説明する。
【００６２】
図１１は、実施例４に係る分析デバイス３０の断面図である。実施例４に係る分析デバイス３０は、隔壁１０６の外周を覆う液槽サポート５０５を備える。実施例４の生体試料分析装置では、図３におけるステップＳ１１において、上記溶液サポート５０５に溶液５０１および生体試料５０２を導入することで複数の凹部１０７のそれぞれに溶液５０１および生体試料５０２を導入する。
【００６３】
図１１（ａ）は、液槽サポート５０５に溶液５０１が満たされた様子を示す図である。実施例４の生体試料分析装置の場合、図３のフローチャートにおけるステップＳ１１において、液槽サポート５０５の開口部から溶液を導入し、メンブレンの露出部分（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ）を底部にもつ凹部（１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ）に溶液を供給する。このステップＳ１１では、メンブレンの露出部分（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ）の間も溶液５０１で満たされている。
【００６４】
図１１（ｂ）は、液槽サポート５０５に絶縁性流体が導入された様子を示す図である。実施例４の生体試料分析装置の場合、ステップＳ１２において、液槽サポート５０５の開口部から、絶縁性液体５０４を流しいれる。少なくとも独立電極（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ）とメンブレンの露出部分（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ）が十分に親水性であり、複数の凹部（１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ）のそれぞれの間に配置された隔壁１０６が疎水性の表面であるため、絶縁性液体５０４の流入により、溶液５０１が千切れ、複数の凹部（１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ）に互いに接触しない液溜まり（５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃ、５０３Ｄ）ができる。言い換えると、複数の凹部１０７のそれぞれに内包されるメンブレンの露出部分１０１のそれぞれと複数の独立電極１０４のそれぞれとの間は溶液５０１で満たされ、且つ隣接した凹部間（例えば、凹部１０７Ａと凹部１０７Ｂとの間）は溶液が遮断される。上記の方法を用いれば、同時に溶液５０１を複数の凹部１０７に導入できるため、溶液５０１の導入スループットが高い。なお、絶縁性流体を導入した際に、液槽サポート５０５内の上方部を通過して排出口から絶縁性流体が溢れ出で凹部１０７に導入された溶液５０１がちぎれないことを防ぐために、液槽サポート５０５は十分に低い高さに設計する必要がある。
【００６５】
図１２は、溶液サポートの別の例を示す図である。図１２に示されているように、液槽サポート５０５は、アレイ（複数の凹部１０７）の区画を分ける仕切りが設けられてもよい。液槽サポート５０５の仕切りには、例えば、フォトリソグラフィで加工された熱圧着材を用いる。そのようにすると、微細な構造物で液槽サポート５０５を仕切ることができ、分析デバイスの面積を増大させることがない。なお、液槽サポート５０５を仕切る方法はこれに限らない。上記仕切りを有する液槽サポート５０５では、仕切られた複数の液槽サポート５０５のそれぞれに、異なる溶液および／または異なる生体試料を導入してもよい。なお、図１１および図１２で示した分析デバイスでは、溶液供給機構５００が不要となり、装置を低コスト化できる。
【００６６】
上記のとおり、本開示の生体試料分析装置は、ソリッド式のナノポアシーケンサのアレイ化において、流路をなくし、液槽および電極（独立電極および共通電極）等を単一の分析デバイスの中に集積化および並列化することができる。それ故、本開示の生体試料分析装置は、例えば、装置をコンパクトにできるだけでなく、計測スループットを向上させることができる。
【００６７】
なお、本開示は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本開示を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１００：基板
１０１（１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃ、１０１Ｄ）：メンブレン
１０２：絶縁層
１０３（１０３Ａ、１０３Ｂ、１０３Ｃ、１０３Ｄ）：配線
１０４（１０４Ａ、１０４Ｂ、１０４Ｃ、１０４Ｄ）：独立電極
１０５（１０５Ａ、１０５Ｂ、１０５Ｃ、１０５Ｄ）：Ｉ／Ｏパッド
１０６：隔壁
１０７（１０７Ａ、１０７Ｂ、１０７Ｃ、１０７Ｄ）：凹部
１０８、１０８Ａ、１０８Ｂ：基板開口部
２００：第２の電極
２０１、２０１Ａ、２０１Ｂ：共通液槽
３００：制御回路部
４００：電源および制御・検出データ取得ユニット
５００：溶液供給機構
５０１：溶液
５０２：生体試料
５０３（５０３Ａ、５０３Ｂ、５０３Ｃ、５０３Ｄ）：液溜まり
５０４：絶縁性流体
５０５：液槽サポート
【図１】
2020008493.tif 000003
【図２】
2020008493.tif 000004
【図３】
2020008493.tif 000005
【図４ａ】
2020008493.tif 000006
【図４ｂ】
2020008493.tif 000007
【図４ｃ】
2020008493.tif 000008
【図４ｄ】
2020008493.tif 000009
【図５】
2020008493.tif 000010
【図６】
2020008493.tif 000011
【図７】
2020008493.tif 000012
【図８】
2020008493.tif 000013
【図９】
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【図１０】
2020008493.tif 000015
【図１１】
2020008493.tif 000016
【図１２】
2020008493.tif 000017