(57)【要約】【課題】マイクロ流路を用いて粒子を処理することが可能な粒子処理装置を提供することである。【解決手段】本発明にかかる粒子処理装置１は、マイクロ流路１０と、マイクロ流路１０に粒子を導入する導入流路１１と、マイクロ流路１０に処理溶液２４を導入する導入流路１２と、を備える。マイクロ流路１０は、所定の粒子直径よりも大きい粒子１７をマイクロ流路１０の流れ方向に対して所定の角度傾いている第１の方向１９に移動可能に構成されている。マイクロ流路１０に導入された粒子１７は、マイクロ流路１０内を第１の方向１９に移動している間に、処理溶液２４内を通過して処理溶液２４によって処理される。【選択図】図１
2020037060.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の支柱が規則的に配列され、当該複数の支柱間の隙間を流体が流れるマイクロ流路と、
前記マイクロ流路に粒子を導入する第１の導入流路と、
前記マイクロ流路に処理溶液を導入する第２の導入流路と、を備え、
前記マイクロ流路は、所定の粒子直径よりも大きい第１の粒子を前記マイクロ流路の流れ方向に対して所定の角度傾いている第１の方向に移動可能に構成されており、
前記処理溶液は、前記マイクロ流路の流れ方向に対して垂直な幅方向に所定の幅をもった状態で前記マイクロ流路内を前記流れ方向に向かって流れ、
前記マイクロ流路に導入された前記第１の粒子は、前記マイクロ流路内を前記第１の方向に移動している間に、前記処理溶液内を通過して当該処理溶液によって処理される、
粒子処理装置。
【請求項２】
前記マイクロ流路にバッファ溶液を導入する第３の導入流路を更に備え、
前記バッファ溶液は、前記マイクロ流路の流れ方向に対して垂直な幅方向に所定の幅をもった状態で前記マイクロ流路内を前記流れ方向に向かって流れ、
前記第１の粒子は、前記処理溶液によって処理された後、前記マイクロ流路内を前記第１の方向に移動している間に、前記バッファ溶液内を通過して前記マイクロ流路の下流側に設けられた第１の排出口から排出される、
請求項１に記載の粒子処理装置。
【請求項３】
前記第１乃至第３の導入流路は、前記マイクロ流路の上流側において、前記マイクロ流路の前記幅方向の一方側から他方側に向かって、第１の導入流路、第２の導入流路、及び第３の導入流路の順に配置されており、
前記第１の排出口は、前記マイクロ流路の下流側の前記幅方向の前記他方側に配置されており、
前記マイクロ流路に導入された前記第１の粒子が前記マイクロ流路内を前記第１の方向に移動する際に、前記第１の粒子は前記マイクロ流路内を前記一方側から前記他方側へと移動する、
請求項２に記載の粒子処理装置。
【請求項４】
前記マイクロ流路は、前記所定の粒子直径よりも小さい第２の粒子を前記マイクロ流路の流れ方向に移動させるように構成されており、
前記第１の粒子と共に前記マイクロ流路に導入された前記第２の粒子は、前記マイクロ流路内を前記流れ方向に移動した後、前記第１の排出口と異なる第２の排出口から排出される、請求項２または３に記載の粒子処理装置。
【請求項５】
前記マイクロ流路内を流れる前記処理溶液の前記幅方向における幅を調整することで、前記処理溶液による前記第１の粒子の処理時間を調整する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の粒子処理装置。
【請求項６】
前記流れ方向に対する前記第１の方向の角度を調整することで、前記処理溶液による前記第１の粒子の処理時間を調整する、請求項１〜５のいずれか一項に記載の粒子処理装置。
【請求項７】
前記マイクロ流路は、前記処理溶液として第１の処理溶液と第２の処理溶液とを導入可能に構成されており、
前記第１及び第２の処理溶液はそれぞれ、前記マイクロ流路の前記幅方向に所定の幅をもった状態で前記マイクロ流路内を前記流れ方向に向かって流れ、
前記第１の粒子は、前記マイクロ流路内を前記第１の方向に移動している間に、前記第１の処理溶液内を通過して当該第１の処理溶液によって処理された後、前記第２の処理溶液内を通過して当該第２の処理溶液によって処理される、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の粒子処理装置。
【請求項８】
前記マイクロ流路内を流れる前記第１の処理溶液と前記第２の処理溶液との間をバッファ溶液が流れるように構成されている、請求項７に記載の粒子処理装置。
【請求項９】
前記第１の方向は、前記マイクロ流路の上流側から下流側に向かって互いに隣接するように配置された複数の支柱同士を直線で結んだ際の当該直線が伸びる方向に対応している、請求項１〜８のいずれか一項に記載の粒子処理装置。
【請求項１０】
前記マイクロ流路の後段には当該マイクロ流路と異なるマイクロ流路が更に連結されており、
前記異なるマイクロ流路は、前記第１の粒子を前記流れ方向に対して所定の角度傾いている第２の方向に移動させるように構成されており、
前記第１の粒子は、前記マイクロ流路内を前記第１の方向に移動した後、前記異なるマイクロ流路内を前記第２の方向に移動する、
請求項１に記載の粒子処理装置。
【請求項１１】
前記第１の粒子は、
前記マイクロ流路内を前記第１の方向に移動する際に、前記マイクロ流路の幅方向の一方側から他方側に向かって前記処理溶液内を通過して当該処理溶液によって処理され、
前記異なるマイクロ流路内を前記第２の方向に移動する際に、前記マイクロ流路の幅方向の前記他方側から前記一方側に向かって前記処理溶液内を通過して当該処理溶液によって処理される、
請求項１０に記載の粒子処理装置。
【請求項１２】
前記マイクロ流路の後段には当該マイクロ流路と異なるマイクロ流路が更に連結されており、
前記第１の導入流路は、前記第１の粒子と、当該第１の粒子よりも粒子直径が小さい第３の粒子と、を前記マイクロ流路に導入可能に構成されており、
前記異なるマイクロ流路は、前記第３の粒子を前記流れ方向に対して所定の角度傾いている第３の方向に移動可能に構成されており、
前記第３の粒子は、前記マイクロ流路を通過した後、前記異なるマイクロ流路内を前記第３の方向に移動している間に、前記処理溶液内を通過して当該処理溶液によって処理される、
請求項１に記載の粒子処理装置。
【請求項１３】
前記第１の粒子が、樹脂粒子、金属粒子、非金属粒子、及び液滴から選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の粒子処理装置。
【請求項１４】
前記処理溶液が、コーティング剤およびゲル化剤から選ばれる少なくとも１種である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の粒子処理装置。
【請求項１５】
複数の支柱が規則的に配列され、所定の粒子直径よりも大きい第１の粒子をマイクロ流路の流れ方向に対して所定の角度傾いている第１の方向に移動可能に構成されたマイクロ流路を用いた粒子処理方法であって、
前記マイクロ流路に処理溶液を導入して、前記マイクロ流路内において前記処理溶液を前記流れ方向に流す工程と、
前記マイクロ流路に第１の粒子を導入する工程と、を備え、
前記処理溶液は、前記マイクロ流路の流れ方向に対して垂直な幅方向に所定の幅をもった状態で前記マイクロ流路内を前記流れ方向に向かって流れ、
前記マイクロ流路に導入された前記第１の粒子は、前記マイクロ流路内を前記第１の方向に移動している間に、前記処理溶液内を通過して当該処理溶液によって処理される、
粒子処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は粒子処理装置、及び粒子処理方法に関し、特にマイクロ流路を用いた粒子処理装置、及び粒子処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、マイクロ流路デバイスを用いた粒子分離手法が報告されている。このような粒子分離手法の一つに、受動的粒子分離手法がある。受動的粒子分離手法は、粒子を分離する際に水力学的作用を利用する分離手法である。例えば、受動的粒子分離手法の一つとして、ＤＬＤ（Deterministic Lateral Displacement）による粒子分離手法が報告されている（非特許文献１、２参照）。
【０００３】
ＤＬＤは、流路に配列する支柱によって生じる流れを利用した粒子分離手法であり、ＤＬＤの分離直径（Ｄｃ）よりも大きい粒子と小さい粒子とがそれぞれ異なる軌道をとることを利用した分離手法である。ＤＬＤ流路を用いることで、分離直径（Ｄｃ）よりも大きい粒子と小さい粒子とを分離することができる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】L. R. Hung et al., Science, 304, 987-990, 2004.
【非特許文献２】J. McGrath et al., Lab Chip, 14, 4139-4158, 2014.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これまでに報告されているＤＬＤ流路の主な目的は、細胞などの生体粒子を分離することであったが、このようなＤＬＤ流路は粒子を分離すること以外への応用も期待されている。本願発明者らは、ＤＬＤ流路の応用として、ＤＬＤ流路（マイクロ流路）を用いて粒子を処理する手法を新たに見出した。
【０００６】
本発明の目的は、マイクロ流路を用いて粒子を処理することが可能な粒子処理装置、及び粒子処理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様にかかる粒子処理装置は、複数の支柱が規則的に配列され、当該複数の支柱間の隙間を流体が流れるマイクロ流路と、前記マイクロ流路に粒子を導入する第１の導入流路と、前記マイクロ流路に処理溶液を導入する第２の導入流路と、を備える。前記マイクロ流路は、所定の粒子直径よりも大きい第１の粒子を前記マイクロ流路の流れ方向に対して所定の角度傾いている第１の方向に移動可能に構成されており、前記処理溶液は、前記マイクロ流路の流れ方向に対して垂直な幅方向に所定の幅をもった状態で前記マイクロ流路内を前記流れ方向に向かって流れ、前記マイクロ流路に導入された前記第１の粒子は、前記マイクロ流路内を前記第１の方向に移動している間に、前記処理溶液内を通過して当該処理溶液によって処理される。
【０００８】
本発明の一態様にかかる粒子処理方法は、複数の支柱が規則的に配列され、所定の粒子直径よりも大きい第１の粒子をマイクロ流路の流れ方向に対して所定の角度傾いている第１の方向に移動可能に構成されたマイクロ流路を用いた粒子処理方法であって、前記マイクロ流路に処理溶液を導入して、前記マイクロ流路内において前記処理溶液を前記流れ方向に流す工程と、前記マイクロ流路に第１の粒子を導入する工程と、を備える。前記処理溶液は、前記マイクロ流路の流れ方向に対して垂直な幅方向に所定の幅をもった状態で前記マイクロ流路内を前記流れ方向に向かって流れ、前記マイクロ流路に導入された前記第１の粒子は、前記マイクロ流路内を前記第１の方向に移動している間に、前記処理溶液内を通過して当該処理溶液によって処理される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明により、マイクロ流路を用いて粒子を処理することが可能な粒子処理装置、及び粒子処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態にかかる粒子処理装置を示す断面図である。
【図２】実施の形態にかかる粒子処理装置が備えるマイクロ流路（ＤＬＤ流路）の断面図である。
【図３】ＤＬＤ流路を用いて粒子を分離する方法を説明するための図である。
【図４】実施の形態にかかる粒子処理装置を用いて粒子を処理する動作を説明するための図である。
【図５】実施の形態にかかる粒子処理装置の他の構成例を示す断面図である。
【図６】実施の形態にかかる粒子処理装置の他の構成例を示す断面図である。
【図７】ＤＬＤ流路同士を接合している状態を示す断面図である。
【図８】実施の形態にかかる粒子処理装置の他の構成例を示す断面図である。
【図９】実施の形態にかかる粒子処理装置の他の構成例を示す断面図である。
【図１０】実施例１で用いた粒子処理装置を説明するための図である。
【図１１】実施例１で用いたマイクロ流路の設計値を説明するための図である。
【図１２】粒子処理装置の各位置における粒子の状態を示す顕微鏡写真である。
【図１３】処理前の粒子と処理後の粒子の状態を示す顕微鏡写真である。
【図１４】処理前の粒子と処理後の粒子の粒度分布を示すグラフである。
【図１５】実施例２で用いた粒子処理装置を説明するための図である。
【図１６】粒子処理装置の各位置における粒子の状態を示す顕微鏡写真である。
【図１７】処理前の粒子と処理後の粒子の状態を示す顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施の形態にかかる粒子処理装置を示す断面図である。図１に示すように、本実施の形態にかかる粒子処理装置１は、マイクロ流路（ＤＬＤ流路）１０、及び導入流路１１、１２、１３を備える。
【００１２】
図２、図３に示すように、マイクロ流路１０は複数の支柱２１が規則的に配列されており、複数の支柱２１間の隙間を流体が流れるように構成されている。図３に示すように、マイクロ流路１０はＤＬＤ流路であり、所定の粒子直径（分離直径Ｄｃ）よりも小さい粒子３１（第２の粒子）をマイクロ流路１０の流れ方向と平行な方向に移動させる。すなわち、図３に示すように、分離直径Ｄｃよりも小さい粒子３１は、マイクロ流路１０内をジグザグモード（Zigzag mode）で移動する。
【００１３】
また、図３に示すように、マイクロ流路１０は、所定の粒子直径（分離直径Ｄｃ）よりも大きい粒子３２（第１の粒子）を流れ方向に対して所定の角度θ傾いている方向（矢印１９の方向）に移動させる。すなわち、図３に示すように、分離直径Ｄｃよりも大きい粒子３２は、マイクロ流路１０内を置換モード（Displacement mode）で移動する。ここで、粒子３２が移動する方向（矢印１９の方向）は、マイクロ流路１０の上流側から下流側に向かって互いに隣接するように配置された複数の支柱２１同士を直線（符号１９で示す直線）で結んだ際の、当該直線が伸びる方向に対応している。
【００１４】
このように、本実施の形態にかかるマイクロ流路１０は、マイクロ流路１０に導入された粒子を、分離直径Ｄｃよりも小さい粒子３１と分離直径Ｄｃよりも大きい粒子３２とに分離することができるように構成されている。
【００１５】
例えば、マイクロ流路１０は、以下に示す方法を用いて作製することができる。
まず、Ｓｉ基板上にネガ型フォトレジストであるＳＵ−８（日本化薬社製）を用いて作製した構造をシリコーン樹脂(polydimethylsiloxane,PDMS)に転写する。その後、微細溝が形成されたＰＤＭＳ基板に溶液導入用および回収用の貫通孔を開ける。その後、ＰＤＭＳ基板と、ＰＤＭＳが塗布されたスライドガラスとを酸素プラズマ処理によって接合する。このような方法を用いることで、マイクロ流路１０を形成することができる。なお、本実施の形態においてマイクロ流路１０を形成する方法は上記の方法に限定されることはなく、他の方法を用いてマイクロ流路１０を形成してもよい。
【００１６】
また、マイクロ流路１０に形成される支柱２１の形状は円柱に限定されることはなく、例えば、楕円柱、四角柱等の柱状体であってもよい。支柱２１の配列は、マイクロ流路１０に流す粒子の大きさ、形状、硬さ等に応じて適宜変更することができる。
【００１７】
図１に示すように、マイクロ流路１０の上流側（導入口側）には、導入流路１１、１２、１３が連結されている。導入流路１１は、マイクロ流路１０に粒子１７（前駆体粒子）を導入するための流路である。導入流路１２は、マイクロ流路１０に処理溶液２４を導入するための流路である。導入流路１３は、マイクロ流路１０にバッファ溶液２５を導入するための流路である。導入流路１１、１２、１３は、マイクロ流路１０の上流側において、マイクロ流路１０の幅方向の一方側（図面の下側）から他方側（図面の上側）に向かって、導入流路１１、導入流路１２、及び導入流路１３の順に配置されている。
【００１８】
例えば、粒子１７は溶媒２３に分散させた状態で導入流路１１からマイクロ流路１０に導入される。粒子１７は、所定の粒子直径（分離直径Ｄｃ）よりも大きい粒子であり、溶媒２３から分離されてマイクロ流路１０内を矢印１９の方向に移動する。また、溶媒２３は、マイクロ流路１０の流れ方向に移動する。
【００１９】
導入流路１２からマイクロ流路１０に導入された処理溶液２４は、マイクロ流路１０の流れ方向に対して垂直な幅方向に所定の幅Ｗ１をもった状態で、マイクロ流路１０内を流れ方向に向かって流れている。また、導入流路１３からマイクロ流路１０に導入されたバッファ溶液２５は、マイクロ流路１０の流れ方向に対して垂直な幅方向に所定の幅Ｗ２をもった状態で、マイクロ流路１０内を流れ方向に向かって流れている。すなわち、処理溶液２４およびバッファ溶液２５は、マイクロ流路１０内において平行流を形成している。
【００２０】
ここで、処理溶液２４とは、マイクロ流路１０に導入された粒子１７に対して所定の処理を実施する溶液である。例えば、処理溶液２４は、マイクロ流路１０に導入された粒子１７と所定の反応をする溶液であってもよく、また、マイクロ流路１０に導入された粒子１７に対してコーティング等の処理を実施する溶液であってもよい。
【００２１】
また、バッファ溶液２５とは、処理溶液２４を通過している粒子１７を処理溶液２４から分離するための溶液である。なお、バッファ溶液２５は、処理溶液２４を通過した後の粒子１７を洗浄する機能（つまり、洗浄溶液としての機能）を備えていてもよい。また、本実施の形態では、バッファ溶液２５（導入流路１３）の導入を適宜省略してもよい。バッファ溶液２５の導入を省略した場合は、マイクロ流路１０の排出口から処理溶液２４と共に粒子１８（処理された後の粒子）が排出される。
【００２２】
本実施の形態にかかる粒子処理装置１では、導入流路１１からマイクロ流路１０に導入された粒子１７は、マイクロ流路１０の流れ方向に対して所定の角度傾いている方向（矢印１９の方向）に移動する。ここで、粒子１７は、所定の粒子直径（分離直径Ｄｃ）よりも大きい粒子である。粒子１７は、マイクロ流路１０内を矢印１９の方向に移動している間に、処理溶液２４内を通過して当該処理溶液２４によって処理された後、バッファ溶液２５内を通過してマイクロ流路１０の下流側に設けられた排出口１４から排出される。
【００２３】
つまり、マイクロ流路１０に導入された粒子１７がマイクロ流路１０内を矢印１９の方向に移動する際に、粒子１７はマイクロ流路１０内を一方側（図面の下側）から他方側（図面の上側）へと移動する。したがって、粒子１７は、マイクロ流路１０内を矢印１９の方向に移動している間に、処理溶液２４とバッファ溶液２５を通過することができる。なお、図１では、マイクロ流路１０内において粒子１７が処理溶液２４内を移動している領域を処理領域２７と記載し、粒子１７がバッファ溶液２５内を移動している領域を分離領域２８と記載している。
【００２４】
以下、本実施の形態にかかる粒子処理装置を用いて粒子を処理する際の動作（粒子処理方法）について、図４を用いて具体的に説明する。まず、図４（ａ）に示すように、マイクロ流路１０に処理溶液２４とバッファ溶液２５とを導入して、処理溶液２４とバッファ溶液２５とがマイクロ流路１０内を流れている状態とする。このとき、処理溶液２４は、マイクロ流路１０内において所定の幅Ｗ１をもった状態で流れている。また、バッファ溶液２５は、マイクロ流路１０内において所定の幅Ｗ２をもった状態で流れている。
【００２５】
その後、図４（ａ）に示すように、導入流路１１からマイクロ流路１０に粒子１７を導入する。マイクロ流路１０に導入された粒子１７は、図４（ｂ）に示すように、マイクロ流路１０内を矢印１９の方向に移動する。粒子１７は、マイクロ流路１０内を矢印１９の方向に移動している間に、処理溶液２４内を通過して当該処理溶液２４によって処理される。
【００２６】
その後、粒子１７がマイクロ流路１０内を矢印１９の方向に更に移動すると、図４（ｃ）に示すように、粒子１７は処理溶液２４からバッファ溶液２５へと移動して、バッファ溶液２５内を矢印１９の方向に移動する。その後、バッファ溶液２５内を移動している粒子１７は、図４（ｄ）に示すように、マイクロ流路１０の下流側に設けられた排出口１４から排出される。排出口１４から排出された粒子１８（処理された粒子）は、その後、所定の容器に回収される。このような動作により、粒子が処理される。
【００２７】
なお、導入流路１１からマイクロ流路１０に導入される粒子１７は、分離直径Ｄｃよりも大きい粒子に加えて、分離直径Ｄｃよりも小さい粒子を含んでいてもよい。この場合、マイクロ流路１０に導入された粒子のうち分離直径Ｄｃよりも小さい粒子は、マイクロ流路１０内を流れ方向に移動した後、排出口１４と異なる排出口１５から排出される。つまり、分離直径Ｄｃよりも小さい粒子は、マイクロ流路１０をジグザグモード（Zigzag mode）で移動して、溶媒２３と共に排出口１５から排出される。したがって、分離直径Ｄｃよりも小さい粒子は、処理溶液２４を通過することなく、排出口１５から排出される。
【００２８】
換言すると、本実施の形態にかかる粒子処理装置１では、分離直径Ｄｃよりも大きい粒子のみを選択的に処理溶液２４で処理することができる。つまり、本実施の形態にかかる粒子処理装置１では、導入された粒子１７の分離と処理を同一のプロセスで実施することができる。
【００２９】
処理溶液２４による粒子１７の処理時間は、粒子１７が処理溶液２４内を通過する時間によって決定される。したがって、マイクロ流路１０内を流れる処理溶液２４の幅Ｗ１を調整することで、処理溶液２４による粒子１７の処理時間を調整することができる。すなわち、処理溶液２４の幅Ｗ１を広くした場合は、粒子１７が処理溶液２４内を通過する時間が長くなるので、処理溶液２４による粒子１７の処理時間を長くすることができる。逆に、処理溶液２４の幅Ｗ１を狭くした場合は、粒子１７が処理溶液２４内を通過する時間が短くなるので、処理溶液２４による粒子１７の処理時間を短くすることができる。
【００３０】
また、粒子１７がマイクロ流路１０内を移動する際の、流れ方向に対する矢印１９の角度（つまり、図３に示す角度θ）を調整することで、処理溶液２４による粒子１７の処理時間を調整してもよい。すなわち、矢印１９の角度（図３に示す角度θ）を小さくした場合は、粒子１７が処理溶液２４内を通過する時間が長くなるので、処理溶液２４による粒子１７の処理時間を長くすることができる。逆に、矢印１９の角度（図３に示す角度θ）を大きくした場合は、粒子１７が処理溶液２４内を通過する時間が短くなるので、処理溶液２４による粒子１７の処理時間を短くすることができる。
【００３１】
また、本実施の形態では、処理溶液２４の幅Ｗ１と矢印１９の角度（つまり、図３に示す角度θ）の２つを調整することで、処理溶液２４による粒子１７の処理時間を調整してもよい。
【００３２】
また、マイクロ流路１０に導入する溶媒２３（粒子１７）の流量と処理溶液２４の流量をそれぞれ調整することで、処理溶液２４による粒子１７の処理時間を調整してもよい。この場合、溶媒２３（粒子１７）と処理溶液２４との流量比を一定としてもよい。
【００３３】
粒子１７は、例えば、樹脂粒子、金属粒子、非金属粒子等の固体状の粒子であってもよく、また液滴等の液体状の粒子であってもよい。粒子１７を分散させる溶媒２３は、粒子１７の性質に応じて適宜選択することができる。例えば、溶媒２３は水であってもよく、また、アルコール等の有機溶媒であってもよい。また、界面活性剤を添加した水溶液を溶媒２３として用いてもよい。また、粒子１７は、赤血球、生細胞等の生物系の粒子であってもよい。
【００３４】
処理溶液２４は、例えばコーティング剤、ゲル化剤等である。コーティング剤には、例えば、樹脂ナノ粒子あるいは無機ナノ粒子の分散液、高分子電解質溶液、各種モノマーやオリゴマーや界面活性剤分子を含む水相あるいは有機相、またはこれらの少なくとも１種を含むエマルションを用いることができる。ゲル化剤には、例えばアルギン酸ナトリウム水溶液の液滴をゲル化する場合には、カルシウムイオンを含む水相あるいは有機相、またはこれらの少なくとも１種を含むエマルションを用いることができる。また、例えば炭酸カルシウムを含むアルギン酸ナトリウム水溶液の液滴をゲル化する場合には、酸性の水相あるいは有機相、またはこれらの少なくとも１種を含むエマルションを用いることができる。
【００３５】
また、粒子１７の粒径（直径）は、例えば、１ｎｍ〜１ｍｍ、好ましくは１０ｎｍ〜１００μｍ程度とすることができる。
【００３６】
本実施の形態において、粒子１７と処理溶液２４との組み合わせは、処理内容に応じて適宜選択することができる。例えば、処理される粒子としてアルギン酸ナトリウム水溶液の液滴を、処理溶液として塩化カルシウム水溶液を分散相とする油中水滴型エマルションを組み合わせることにより、ハイドロゲル粒子を調製することができる。また、処理される粒子としてカルボキシル基が修飾されたポリスチレンビーズを、処理溶液として高分子電解質水溶液（例えば、poly(fluorescein isothiocyanate allylamine hydrochloride)(PAH-FITC)，poly(allylamine) (PAH) and poly(sodium4-styrenesulfonate) (PSS)）を組み合わせることにより、粒子表面へ電解質がコーティングされる。
【００３７】
次に、本実施の形態にかかる粒子処理装置の他の構成例について説明する。
図１〜図４に示した例では、マイクロ流路１０に１つの処理溶液２４を導入した場合について説明した。しかし、本実施の形態にかかる粒子処理装置では、マイクロ流路１０に導入する処理溶液を２つ以上としてもよい。
【００３８】
例えば、図５に示す粒子処理装置２のように、処理溶液として２つの処理溶液Ａ（２４_１）、処理溶液Ｂ（２４_２）をマイクロ流路１０に導入してもよい。処理溶液Ａ（２４_１）と処理溶液Ｂ（２４_２）はそれぞれ、マイクロ流路１０の幅方向に所定の幅をもった状態でマイクロ流路１０内を流れ方向に向かって流れている。
【００３９】
図５に示す粒子処理装置２では、更に２つのバッファ溶液２５_１、２５_２をマイクロ流路１０に導入している。バッファ溶液２５_１は、処理溶液Ａ（２４_１）と処理溶液Ｂ（２４_２）との間に導入されている。
【００４０】
図５に示す粒子処理装置２において、粒子１７は、マイクロ流路１０内を矢印１９の方向に移動している間に、処理溶液Ａ（２４_１）内を通過して当該処理溶液Ａ（２４_１）によって処理され、その後、処理溶液Ｂ（２４_２）内を通過して当該処理溶液Ｂ（２４_２）によって処理される。これにより、粒子１７を２つの処理溶液Ａ（２４_１）、処理溶液Ｂ（２４_２）を用いて処理することができる。
【００４１】
また、図５に示す構成例では、処理溶液Ａ（２４_１）と処理溶液Ｂ（２４_２）との間にバッファ溶液２５_１を導入している。このように、処理溶液Ａ（２４_１）と処理溶液Ｂ（２４_２）との間にバッファ溶液２５_１を流すことで、処理溶液Ａ（２４_１）を通過した後の粒子１７をバッファ溶液２５_１を用いて洗浄することができる。つまり、洗浄後の粒子１７を処理溶液Ｂ（２４_２）内に導入することができる。なお、バッファ溶液２５_１、２５_２は、適宜省略してもよい。
【００４２】
次に、図６を用いて本実施の形態にかかる粒子処理装置の他の構成例について説明する。図６に示す粒子処理装置３では、マイクロ流路１０_１の後段に、マイクロ流路１０_２が更に連結されている。マイクロ流路１０_１は、図１、図２に示したマイクロ流路１０に対応している。
【００４３】
図７は、マイクロ流路１０_１、１０_２の詳細を説明するための図である。図７に示すように、マイクロ流路１０_１、１０_２は、複数の支柱２１が規則的に配列されており、複数の支柱２１間の隙間を流体が流れるように構成されている。図７に示すように、マイクロ流路１０_１、１０_２はＤＬＤ流路であり、分離直径Ｄｃよりも小さい粒子をマイクロ流路１０_１、１０_２の流れ方向と平行な方向に移動させる。また、マイクロ流路１０_１は、分離直径Ｄｃよりも大きい粒子を流れ方向に対して所定の角度傾いている方向（矢印１９_１の方向）に移動させる。また、マイクロ流路１０_２は、分離直径Ｄｃよりも大きい粒子を流れ方向に対して所定の角度傾いている方向（矢印１９_２の方向）に移動させる。
【００４４】
すなわち、図６に示す粒子処理装置３では、複数のマイクロ流路１０_１、１０_２を連結することで、マイクロ流路１０_１、１０_２内を移動している粒子１７の移動方向を、マイクロ流路の途中で変更している。図６に示す粒子処理装置３において、粒子１７は、マイクロ流路１０_１内を矢印１９_１に示す方向に移動する際に、マイクロ流路１０_１の幅方向の一方側（図面の下側）から他方側（図面の上側）へと移動する。また、粒子１７は、マイクロ流路１０_２内を矢印１９_２に示す方向に移動する際に、マイクロ流路１０_２の幅方向の他方側（図面の上側）から一方側（図面の下側）へと移動する。
【００４５】
図６に示す粒子処理装置３では、処理溶液として２つの処理溶液Ａ（２４_１）、処理溶液Ｂ（２４_２）をマイクロ流路１０_１、１０_２に導入している。また、処理溶液Ａ（２４_１）と処理溶液Ｂ（２４_２）との間にバッファ溶液２５_１を導入している。
【００４６】
マイクロ流路１０_１に導入された粒子１７は、マイクロ流路１０_１内を矢印１９_１の方向に移動している間に、処理溶液Ａ（２４_１）内を通過して当該処理溶液Ａ（２４_１）によって処理され、その後、処理溶液Ｂ（２４_２）内を通過して当該処理溶液Ｂ（２４_２）によって処理される。その後、粒子１７がマイクロ流路１０_２に移動すると、粒子１７は、マイクロ流路１０_２内を矢印１９_２の方向に移動する。粒子１７がマイクロ流路１０_２内を矢印１９_２の方向に移動している間に、粒子１７は、処理溶液Ｂ（２４_２）内を通過して当該処理溶液Ｂ（２４_２）によって処理され、その後、処理溶液Ａ（２４_１）内を通過して当該処理溶液Ａ（２４_１）によって処理される。
【００４７】
このように、図６に示す粒子処理装置３では、粒子１７の移動方向をマイクロ流路１０_１、１０_２の途中で変更しているので、処理溶液Ａ（２４_１）を用いて粒子１７を処理した後、再度、処理溶液Ａ（２４_１）を用いて粒子１７を処理することができる。具体的には、粒子１７を処理溶液Ａ（２４_１）、処理溶液Ｂ（２４_２）、処理溶液Ａ（２４_１）の順に処理することができる。したがって、マイクロ流路に別途、処理溶液Ａを流すことなく、処理溶液Ａ（２４_１）を用いて粒子１７を複数回処理することができる。
【００４８】
図８は、本実施の形態にかかる粒子処理装置の他の構成例を示す断面図である。図８に示す粒子処理装置４では、３つのマイクロ流路１０_１〜１０_３を連結している例を示している。なお、マイクロ流路１０_１、１０_２については、図６に示したマイクロ流路１０_１、１０_２と同様である。図８に示す粒子処理装置４では、マイクロ流路１０_２の後段にマイクロ流路１０_３を更に連結している。
【００４９】
マイクロ流路１０_３は、マイクロ流路１０_１の構造と対応しており、分離直径Ｄｃよりも小さい粒子をマイクロ流路１０_３の流れ方向と平行な方向に移動させ、分離直径Ｄｃよりも大きい粒子を流れ方向に対して所定の角度傾いている方向（矢印１９_３の方向）に移動させる。
【００５０】
したがって、図８に示す粒子処理装置４では、マイクロ流路１０_２を通過した後の粒子１７は、マイクロ流路１０_３内において矢印１９_３の方向に移動する。よって、粒子１７を処理溶液Ａで処理した後、バッファ溶液２５_１を用いて粒子１７を洗浄することができる。そして、洗浄後の粒子１８をバッファ溶液２５_１と共に、マイクロ流路１０_３から排出することができる。
【００５１】
次に、図９を用いて本実施の形態にかかる粒子処理装置の他の構成例について更に説明する。図９に示す粒子処理装置５は、マイクロ流路１０ａの後段に、マイクロ流路１０ａと異なる分離直径を有するマイクロ流路１０ｂが更に連結されている。図９に示す粒子処理装置５では、分離直径が互いに異なるマイクロ流路１０ａ、１０ｂが多段に連結されており、このような構成により、互いに異なる粒子直径を有する複数の粒子（多分散な粒子）をサイズ毎に連続的に処理することができる。以下、図９に示す粒子処理装置５について詳細に説明する。
【００５２】
図９に示すように、粒子処理装置５は、マイクロ流路１０ａ、１０ｂを備える。マイクロ流路１０ａ、１０ｂは、複数の支柱が規則的に配列されており、複数の支柱間の隙間を流体が流れるように構成されている（図２、図３参照）。マイクロ流路１０ａには、粒子Ａ（１７ａ：第１の粒子）と粒子Ｂ（１７ｂ：第３の粒子）が分散された溶媒２３、処理溶液２４、及びバッファ溶液２５が供給される。ここで、粒子Ａ（１７ａ）の粒子直径Ｄａは、粒子Ｂ（１７ｂ）の粒子直径Ｄｂよりも大きい（Ｄａ＞Ｄｂ）。
【００５３】
マイクロ流路１０ａはＤＬＤ流路であり、分離直径Ｄｃ１よりも小さい粒子Ｂ（粒子直径Ｄｂ）をマイクロ流路１０ａの流れ方向と平行な方向に移動させ、分離直径Ｄｃ１よりも大きい粒子Ａ（粒子直径Ｄａ）を流れ方向に対して所定の角度傾いている方向（矢印１９ａの方向）に移動させる。
【００５４】
マイクロ流路１０ｂもＤＬＤ流路であり、分離直径Ｄｃ２よりも大きい粒子Ｂ（粒子直径Ｄｂ）を流れ方向に対して所定の角度傾いている方向（矢印１９ｂの方向）に移動させる。
【００５５】
なお、マイクロ流路１０ａ、１０ｂの基本的な構成は、図１〜図３に示したマイクロ流路１０と同様である。また、マイクロ流路１０ａにおける粒子Ａ（１７ａ）の移動方向（矢印１９ａの方向）と、マイクロ流路１０ｂにおける粒子Ｂ（１７ｂ）の移動方向（矢印１９ｂの方向）は互いに平行であってもよく、また異なっていてもよい。
【００５６】
粒子直径が互いに異なる粒子Ａ（１７ａ）と粒子Ｂ（１７ｂ）が粒子処理装置５に導入されると、粒子直径が大きい方の粒子Ａ（１７ａ）は、初段のマイクロ流路１０ａ内を矢印１９ａの方向に移動する。粒子Ａ（１７ａ）は、マイクロ流路１０ａ内を矢印１９ａの方向に移動している間に、処理溶液２４内を通過して当該処理溶液２４によって処理される。処理された後の粒子Ａ（１７ａ）は、バッファ溶液２５を通過した後、排出口Ａから排出される。
【００５７】
また、粒子直径が互いに異なる粒子Ａ（１７ａ）と粒子Ｂ（１７ｂ）が粒子処理装置５に導入されると、粒子直径が小さい方の粒子Ｂ（１７ｂ）は、初段のマイクロ流路１０ａ内を流れ方向と平行な方向に移動する。その後、粒子Ｂ（１７ｂ）が後段のマイクロ流路１０ｂに移動すると、粒子Ｂ（１７ｂ）は、マイクロ流路１０ｂ内を矢印１９ｂの方向に移動する。粒子Ｂ（１７ｂ）は、マイクロ流路１０ｂ内を矢印１９ｂの方向に移動している間に、処理溶液２４内を通過して当該処理溶液２４によって処理される。処理された後の粒子Ｂ（１７ｂ）は、バッファ溶液２５を通過した後、排出口Ｂから排出される。また、溶媒２３、及び処理溶液２４は排出口Ｃから排出される。
【００５８】
このように、図９に示す粒子処理装置５では、分離直径が互いに異なるマイクロ流路１０ａ、１０ｂを多段に連結しているので、互いに異なる粒子直径を有する粒子Ａ（１７ａ）と粒子Ｂ（１７ｂ）をサイズ毎に連続的に処理することができる。
【００５９】
また、本実施の形態にかかる粒子処理装置では、マイクロ流路１０の支柱２１は、刺激応答性高分子材料を用いて形成してもよい。刺激応答性高分子材料は、温度、光、電場もしくは磁場等の物理的刺激、またはｐＨ、溶液組成、イオン強度等の化学的刺激に応答するハイドロゲルである。例えば、温度応答性高分子材料は、水分を大量に含むことにより膨潤する性質を有するポリマーであり、温度変化による可逆的な水和・脱水和に伴う膨潤・収縮を生じる機能を有する。
【００６０】
温度応答性高分子材料としては、ポリ-N-イソプロピルアクリルアミド（PNIPAM)、ポリ−N-ビニルアルキルアミド、ポリビニルアルキルエーテル等が挙げられる。相転移温度が３０℃付近であり生物系微粒子への適用が可能である点や、緩やかな温度応答性を示すため支柱形状を細く制御可能である点を考慮すると、ポリ-N-イソプロピルアクリルアミドを用いることが好ましい。
【００６１】
また、光応答性高分子材料としては、アゾベンゼン含有架橋構造を有するポリアクリルアミドハイドロゲル等が挙げられる。ｐＨ応答性高分子材料としては、側鎖に嵩高い疎水性基を有するカルボキシ基含有ポリマー等が挙げられる。電場応答性高分子材料としては、ポリアクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（ＰＡＭＰＳ）等が挙げられる。
【００６２】
このようにマイクロ流路１０の支柱２１に刺激応答性高分子材料を用いた場合は、外部から刺激を与えることで、マイクロ流路１０内を移動する粒子の条件（分離直径Ｄｃ等）を変更することができる。
【００６３】
以上、本実施の形態にかかる粒子処理装置について説明したが、本実施の形態にかかる粒子処理装置は上述の構成に限定されることはなく、粒子の処理条件等に応じて適宜変更することができる。
【００６４】
以上で説明した本実施の形態にかかる発明により、マイクロ流路を用いて粒子を処理することが可能な粒子処理装置、及び粒子処理方法を提供することができる。
【実施例】
【００６５】
＜実施例１＞
次に、本発明の実施例について説明する。
図１０は、実施例１で用いた粒子処理装置を説明するための図である。実施例１では、十字型マイクロ流路４１を用いて生成した油中水滴を、下流部に接続したマイクロ流路（ＤＬＤ流路）４２内で処理することでハイドロゲル粒子を作製した。
【００６６】
（粒子処理装置）
図１０に示すように、実施例１で用いた粒子処理装置は、十字型マイクロ流路（液滴生成部）４１、十字型マイクロ流路４１の下流に接続されたマイクロ流路４２、マイクロ流路４２内に処理溶液（ＣａＣｌ２エマルジョン）を導入する導入流路４３、及びマイクロ流路４２内にバッファ溶液（オイル）を導入する導入流路４４を備える。処理溶液（ＣａＣｌ２エマルジョン）およびバッファ溶液（オイル）はそれぞれ、マイクロ流路４２内において平行流を形成する。
【００６７】
実施例１では、マイクロ流路４２の分離直径（Ｄｃ）が３７．１μｍとなるように、支柱を形成した。具体的には、図１１に示すように、マイクロ流路４２内に形成されている支柱２１の直径を１００μｍとし、支柱２１間の隙間を８０μｍとし、支柱配列のずれ率を０．１（ｔａｎθ＝１８／１８０）とした。
【００６８】
マイクロ流路４２は、次の方法を用いて作製した。まず、Ｓｉ基板上にネガ型フォトレジストであるＳＵ−８（日本化薬社製）を用いて作製した構造をシリコーン樹脂(polydimethylsiloxane,PDMS)に転写した。その後、微細溝が形成されたＰＤＭＳ基板に溶液導入用および回収用の貫通孔を開けた後、ＰＤＭＳ基板と、ＰＤＭＳが塗布されたスライドガラスとを酸素プラズマ処理によって接合した。
【００６９】
（試料）
十字型マイクロ流路４１に導入する連続相としてコーン油を、分散相として３ｗｔ％のアルギン酸ナトリウム水溶液をそれぞれ用いた。また、マイクロ流路４２内で液滴をゲル化するために、処理溶液として、界面活性剤（０．１％、ＳＹグリスターＣＲＳ−７５）を添加したコーン油と３０ｗｔ％の塩化カルシウム水溶液とをホモジナイザーを用いて混合することで油中水滴型エマルション（ＣａＣｌ２エマルジョン）を作製した。なお、図１０におけるマイクロ流路４２内の矢印は、液滴（主滴）の軌跡を示している。
【００７０】
（粒子処理の結果）
十字型マイクロ流路４１に導入される連続相（コーン油）の流量を２ｍｌ／ｈに、分散相（アルギン酸ナトリウム水溶液）の流量を０．０１ｍｌ／ｈにそれぞれ設定した。これにより、十字型マイクロ流路４１において主滴とサテライト滴とが生成された。生成された主滴とサテライト滴は、マイクロ流路４２に導入された。また、処理溶液として流量８ｍｌ／ｈのＣａＣｌ２エマルジョンをマイクロ流路４２に導入した。
【００７１】
マイクロ流路４２に導入された主滴（＞Ｄｃ）は、マイクロ流路４２の支柱配列の傾きに沿って置換モード（Displacement mode：図３参照）で移動した。また、サテライト滴（＜Ｄｃ）は、マイクロ流路４２の流れ方向に沿って進むジグザグモード（Zigzag mode：図３参照）で移動した。これにより、主滴とサテライト滴とが分離された。
【００７２】
また、マイクロ流路４２に導入された主滴（＞Ｄｃ）は、置換モード（Displacement mode）で移動することで、マイクロ流路４２内のＣａＣｌ２エマルジョンを０．８秒で通過した。このとき、アルギン酸ナトリウムの液滴（主滴）と、ＣａＣｌ２エマルジョン（処理溶液）の滴とが合一することによって、ハイドロゲル粒子が生成された。
【００７３】
図１２は、粒子処理装置の各位置における粒子の状態を示す顕微鏡写真である。（ａ）は、十字型マイクロ流路４１の出口付近の顕微鏡写真であり、（ｂ）は主滴がＣａＣｌ２エマルジョン（処理溶液）に入るタイミングの顕微鏡写真であり、（ｃ）は主滴がＣａＣｌ２エマルジョン（処理溶液）から出るタイミングの顕微鏡写真であり、（ｄ）は主滴がマイクロ流路４２から排出されるタイミングの顕微鏡写真である。下の顕微鏡写真は、上の顕微鏡写真の四角（破線）で囲んだ部分の拡大写真である。
【００７４】
図１２（ａ）に示すように、十字型マイクロ流路４１で生成された主滴は略球状であった。その後、図１２（ｂ）に示すように、主滴がＣａＣｌ２エマルジョン（処理溶液）に入り、主滴がＣａＣｌ２エマルジョンによって処理された。処理された後の主滴は、図１２（ｃ）に示すように、ゲル粒子となってＣａＣｌ２エマルジョン（処理溶液）から排出された。その後、図１２（ｄ）に示すように、ゲル粒子がマイクロ流路４２から排出された。
【００７５】
図１３（ａ）は、ＣａＣｌ２エマルジョンで処理される前の主滴の顕微鏡写真である。図１３（ｂ）は、ＣａＣｌ２エマルジョンで処理された後の主滴（ゲル粒子）の顕微鏡写真である。図１３（ｂ）の右図は、図１３（ｂ）の左図の四角で囲んだ部分の拡大写真である。
【００７６】
図１３（ａ）に示すように、ＣａＣｌ２エマルジョンで処理される前の主滴は略球状であった。また、図１３（ｂ）に示すように、ＣａＣｌ２エマルジョンで処理された後の主滴（ゲル粒子）の表面には凹凸が観察されたが、真円度は０．９であり、主滴がゲル化する際に円形を概ね保持していることが確認された。
【００７７】
図１４は、ＣａＣｌ２エマルジョンで処理される前の主滴とＣａＣｌ２エマルジョンで処理された後の主滴（ゲル粒子）の粒度分布を示すグラフである。図１４に示すように、ＣａＣｌ２エマルジョンで処理される前の主滴の直径は７５．７±１．４μｍ（ＣＶ〜１．５％）であった。また、ＣａＣｌ２エマルジョンで処理された後の主滴（ゲル粒子）の直径は５０．７±１．４μｍ（ＣＶ〜２．８％）であった。図１４に示すように、ＣａＣｌ２エマルジョンで処理される前の主滴とＣａＣｌ２エマルジョンで処理された後の主滴（ゲル粒子）は、十分に単分散であることが確認された。
【００７８】
以上で説明したように、実施例１では、本発明にかかるマイクロ流路を用いて粒子を処理可能であることが確認された。
【００７９】
＜実施例２＞
次に、本発明の実施例２について説明する。
実施例２では、マイクロ流路（ＤＬＤ流路）内に形成された複数の異なる処理溶液の中を粒子が通過することによって、粒子表面に特定の物質をコーティング可能であることを確認した。
【００８０】
（粒子処理装置）
図１５は、実施例２で用いた粒子処理装置を説明するための図である。
図１５に示すように、実施例２で用いた粒子処理装置は、マイクロ流路５１、マイクロ流路５１内に粒子を導入する導入流路５２、マイクロ流路５１内に処理溶液を導入する導入流路５３、５４、及びマイクロ流路５１内にバッファ溶液を導入する導入流路５５、５６、５７を備える。処理溶液およびバッファ溶液はそれぞれ、マイクロ流路５１内において平行流を形成する。なお、図１５の下図は、マイクロ流路５１の各々の位置（ａ）〜（ｅ）における粒子の移動方向（矢印で示す）を図示している。
【００８１】
図１５において、位置（ａ）はマイクロ流路５１の入口であり、位置（ｂ）は粒子が処理溶液（Reagent1）を用いて処理されている位置であり、位置（ｃ）はバッファ溶液を用いて粒子が洗浄されている位置であり、位置（ｄ）は粒子が処理溶液（Reagent2）を用いて処理されている位置であり、位置（ｅ）はバッファ溶液を用いて粒子が洗浄された後、粒子が回収される位置である。図１６においても同様である。
【００８２】
実施例２では、マイクロ流路５１の分離直径（Ｄｃ）が８μｍ＜Ｄｃ＜１０μｍとなるように、支柱を形成した。具体的には、支柱間の隙間を２０μｍとし、支柱配列のずれ率を０．０５とした。
【００８３】
マイクロ流路５１は、次の方法を用いて作製した。まず、Ｓｉ基板上にネガ型フォトレジストであるＳＵ−８（日本化薬社製）を用いて作製した構造をシリコーン樹脂(polydimethylsiloxane,PDMS)に転写した。その後、微細溝が形成されたＰＤＭＳ基板に溶液導入用および回収用の貫通孔を開けた後、ＰＤＭＳ基板と、ＰＤＭＳが塗布されたスライドガラスとを酸素プラズマ処理によって接合した。
【００８４】
（試料）
粒子懸濁試料として、カルボキシル基が修飾されたポリスチレンビーズ（直径１５μｍ）を、Ｔｗｅｅｎ−２０（０．１ｖ／ｖ％、Ｓｉｇｍａ）水溶液に粒子濃度１．０×１０５個／ｍｌで懸濁した溶液を準備した。また、マイクロ流路５１内に導入された処理溶液（Reagent1、Reagent2）の平行流を可視化するために、赤色と青色のインクを用いた。粒子表面に高分子電解質をコートする際には、ＰＡＨ−ＦＩＴＣ（poly(fluorescein isothiocyanate allylamine hydrochloride)）を用いた。
【００８５】
（粒子処理の結果）
粒子懸濁試料の流量を０．２ｍｌ／ｈに設定した。また、バッファ溶液（洗浄液）と処理溶液（赤色インクおよび青色インク）の流量をそれぞれ１ｍｌ／ｈに設定した。このとき形成されたマイクロ流路５１内の平行流を図１６に示す。
【００８６】
また、図１６に示すように、マイクロ流路５１内に導入された粒子は、マイクロ流路５１内を（ａ）〜（ｅ）の順に移動した。図１６では、各々の粒子の位置を矢印で示している。つまり、マイクロ流路５１に導入された粒子は、マイクロ流路５１の支柱配列の傾きに沿って置換モード（Displacement mode：図３参照）で移動した後、回収された。
【００８７】
次に、粒子表面に高分子電解質をコートするために、粒子懸濁試料の流量を０．２ｍｌ／ｈに設定した。また、バッファ溶液（洗浄液）とＰＡＨ−ＦＩＴＣ溶液の流量をそれぞれ１ｍｌ／ｈに設定した。このとき形成されたマイクロ流路５１内の平行流を図１７（ａ）、（ｂ）に示す。図１７（ｂ）は、ＰＡＨ−ＦＩＴＣ溶液が平行流を形成している状態を示す蛍光顕微鏡写真である。
【００８８】
図１７（ａ）に示すように、マイクロ流路５１内に導入された粒子は、マイクロ流路５１内を流れ方向に順次に移動した。図１７（ａ）では、各々の粒子の位置を矢印で示している。つまり、マイクロ流路５１に導入された粒子は、マイクロ流路５１の支柱配列の傾きに沿って置換モード（Displacement mode：図３参照）で移動した。このとき、粒子がＰＡＨ−ＦＩＴＣ溶液の中を通過することで、粒子がＰＡＨ−ＦＩＴＣ溶液によって処理された。ＰＡＨ−ＦＩＴＣ溶液を通過した後の粒子は、洗浄された後に回収された。
【００８９】
図１７（ｃ）の左図は回収された粒子の顕微鏡写真である。また、図１７（ｃ）の右図は回収された粒子の蛍光顕微鏡写真である。図１７（ｃ）に示すように、回収した粒子を観察すると、粒子表面に電解質がコートされたことによって、緑色の蛍光を発する様子が観察された。
【００９０】
以上で説明したように、実施例２においても、本発明にかかるマイクロ流路を用いて粒子を処理可能であることが確認された。
【００９１】
以上、本発明を上記実施の形態に即して説明したが、本発明は上記実施の形態の構成にのみ限定されるものではなく、本願特許請求の範囲の請求項の発明の範囲内で当業者であればなし得る各種変形、修正、組み合わせを含むことは勿論である。
【符号の説明】
【００９２】
１、２、３、４  粒子処理装置
１０、１０ａ、１０ｂ  マイクロ流路
１１、１２、１３  導入流路
１４、１５  排出口
１７、１７ａ、１７ｂ、１８  粒子
２１  支柱
２３  溶媒
２４  処理溶液
２５  バッファ溶液
２７  処理領域
２８  分離領域
４１  十字型マイクロ流路
４２、５１  マイクロ流路
４３、４４、５２、５３、５４、５５、５６、５７  導入流路
【図１】
2020037060.tif 000003
【図２】
2020037060.tif 000004
【図３】
2020037060.tif 000005
【図４】
2020037060.tif 000006
【図５】
2020037060.tif 000007
【図６】
2020037060.tif 000008
【図７】
2020037060.tif 000009
【図８】
2020037060.tif 000010
【図９】
2020037060.tif 000011
【図１０】
2020037060.tif 000012
【図１１】
2020037060.tif 000013
【図１２】
2020037060.tif 000014
【図１３】
2020037060.tif 000015
【図１４】
2020037060.tif 000016
【図１５】
2020037060.tif 000017
【図１６】
2020037060.tif 000018
【図１７】
2020037060.tif 000019