(57)【要約】【課題】分析精度の向上が可能な分析装置、分析素子、及び、分析方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、分析装置は、第１〜第３壁、第１〜第３電極及び制御部を含む。第１、第３壁の間に第１空間が設けられ、第２、第３壁の間に第２空間が設けられる。第３壁は、第１、第２空間とつながる孔を含む。第１電極は、第１空間に設けられる。第２電極及び第３電極は、第２空間に設けられる。制御部は、第１動作と、第１動作の後に行われる第２動作と、を少なくとも実施する。第１動作において、制御部は、第３電極を第２電極の第１動作における電位を基準にした第１極性の第１電位に設定する。第２動作において、制御部は、第１電極を第２電極の第２動作における電位を規準にした第２極性の第２電位に設定して、第１電極と第２電極との間の信号を検出する。第２極性は第１極性とは逆である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１壁と、
第２壁と、
第３壁であって、前記第１壁と前記第３壁との間に第１空間が設けられ、前記第２壁と前記第３壁との間に第２空間が設けられ、前記第３壁は、前記第１空間と前記第２空間とつながる少なくとも１つの孔を含む、前記第３壁と、
前記第１空間に設けられた第１電極と、
前記第２空間に設けられた第２電極及び第３電極と、
前記第１電極、前記第２電極及び前記第３電極と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記制御部は、第１動作と、前記第１動作の後に行われる第２動作と、を少なくとも実施し、
前記第１動作において、前記制御部は、前記第３電極を前記第２電極の前記第１動作における電位を基準にした第１極性の第１電位に設定し、
前記第２動作において、前記制御部は、前記第１電極を前記第２電極の前記第２動作における電位を規準にした第２極性の第２電位に設定して、前記第１電極と前記第２電極との間の信号を検出し、前記第２極性は前記第１極性とは逆である、分析装置。
【請求項２】
前記第１動作において、前記制御部は、前記第１電極を、前記第２電極の前記第１動作における前記電位と、前記第１電位と、の間に設定する、請求項１記載の分析装置。
【請求項３】
前記第２動作において、前記制御部は、前記第３電極を、前記第２電位と、前記第２電極の前記第２動作における前記電位と、の間に設定する、請求項１または２に記載の分析装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第１動作と前記第２動作の間に第３動作をさらに実施し、
前記第３動作において、前記制御部は、前記第３電極を前記第２電極の前記第３動作における電位を基準にした前記第２極性の第３電位に設定する、請求項２または３に記載の分析装置。
【請求項５】
前記第３動作において、前記制御部は、前記第１電極を、前記第２電極の前記第３動作における前記電位と、前記第３電位と、の間に設定する、請求項４記載の分析装置。
【請求項６】
前記第１極性は、負であり、前記第２極性は、正である、請求項１〜５のいずれか１つに記載の分析装置。
【請求項７】
前記第２電極の面に設けられた第１化合物をさらに含み、
前記第１化合物は、第１端部と、第２端部と、を含み、
前記第２端部は、前記第１端部と前記第２電極との間にあり、
前記第２端部は、硫黄を含む、請求項６記載の分析装置。
【請求項８】
前記第２電極の面に設けられた第１化合物をさらに含み、
前記第１化合物は、第１端部と、第２端部と、を含み、
前記第２端部は、前記第１端部と前記第２電極との間にあり、
前記第１端部は、プローブ機能部を含む、請求項１〜６のいずれか１つに記載の分析装置。
【請求項９】
第１壁と、
第２壁と、
第３壁であって、前記第１壁と前記第３壁との間に第１空間が設けられ、前記第２壁と前記第３壁との間に第２空間が設けられ、前記第３壁は、前記第１空間と前記第２空間とつながる少なくとも１つの孔を含む、前記第３壁と、
前記第１空間に設けられた第１電極と、
前記第２空間に設けられた第２電極及び第３電極と、
を備え、
前記第３電極から前記第２電極への方向は、前記第３壁を前記孔が貫く方向と交差した、分析素子。
【請求項１０】
第１壁と、第２壁と、第３壁であって、前記第１壁と前記第３壁との間に第１空間が設けられ、前記第２壁と前記第３壁との間に第２空間が設けられ、前記第３壁は、前記第１空間と前記第２空間とつながる少なくとも１つの孔を含む、前記第３壁と、前記第１空間に設けられた第１電極と、前記第２空間に設けられた第２電極及び第３電極と、を含む分析素子を用いて、第１動作と、前記第１動作の後に行われる第２動作と、を少なくとも実施し、
前記第１動作及び前記第２動作を、前記第１空間の少なくとも一部に第１液体が導入され、前記第２空間の少なくとも一部に第２液体が導入された状態で実施し、
前記第１動作において、前記第３電極を前記第２電極の前記第１動作における電位を基準にした第１極性の第１電位に設定し、
前記第２動作において、前記第１電極を前記第２電極の前記第２動作における電位を規準にした第２極性の第２電位に設定して、前記第１電極と前記第２電極との間の信号を検出し、前記第２極性は前記第１極性とは逆である、分析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、分析装置、分析素子、及び、分析方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウイルスなどの粒子を含む液体に流れる電流の信号を検出することで粒子を分析する分析装置がある。分析装置において、分析精度の向上が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１３９８０９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、分析精度の向上が可能な分析装置、分析素子、及び、分析方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、分析装置は、第１〜第３壁、第１〜第３電極及び制御部を含む。前記第１壁と前記第３壁との間に第１空間が設けられる。前記第２壁と前記第３壁との間に第２空間が設けられる。前記第３壁は、前記第１空間と前記第２空間とつながる少なくとも１つの孔を含む。前記第１電極は、前記第１空間に設けられる。前記第２電極及び前記第３電極は、前記第２空間に設けられる。前記制御部は、前記第１電極、前記第２電極及び前記第３電極と電気的に接続される。前記制御部は、第１動作と、前記第１動作の後に行われる第２動作と、を少なくとも実施する。前記第１動作において、前記制御部は、前記第３電極を前記第２電極の前記第１動作における電位を基準にした第１極性の第１電位に設定する。前記第２動作において、前記制御部は、前記第１電極を前記第２電極の前記第２動作における電位を規準にした第２極性の第２電位に設定して、前記第１電極と前記第２電極との間の信号を検出する。前記第２極性は前記第１極性とは逆である。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１実施形態に係る分析装置を例示する模式図である。
【図２】図２（ａ）〜図２（ｈ）は、第１実施形態に係る分析装置の動作を例示する模式図である。
【図３】図３は、第１実施形態に係る分析装置の動作を例示する模式的断面図である。
【図４】図４は、第１実施形態に係る分析装置の動作を例示する模式的断面図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る分析装置の動作を例示する模式的断面図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る分析装置の動作を例示する模式的断面図である。
【図７】図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る分析装置の一部を例示する模式図である。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１実施形態に係る分析装置を例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１実施形態）
図１（ａ）〜図１（ｃ）は、第１実施形態に係る分析装置を例示する模式図である。  図１（ａ）は断面図である。図１（ｂ）及び図１（ｃ）は、分析装置の一部の平面図である。
【０００９】
図１（ａ）に示すように、実施形態に係る分析装置１１０は、分析素子２１０及び制御部７０を含む。分析素子２１０は、第１壁１１、第２壁１２、第３壁１３、第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３を含む。
【００１０】
第１壁１１と第３壁１３との間に第１空間２１が設けられる。第２壁１２と第３壁１３との間に第２空間２２が設けられる。
【００１１】
第３壁１３は、少なくとも１つの孔１３ｈを含む。孔１３ｈは、第１空間２１と第２空間２２とつながる。孔１３ｈは、第１空間２１から第２空間２２への方向において、第３壁１３を貫く。第３壁１３は、複数の孔１３ｈを含んでも良い。
【００１２】
第１壁１１及び第３壁１３により、１つの容器（または、１つのチャンバ）が形成される。第２壁１２及び第３壁１３により、別の１つの容器（または、別の１つのチャンバが形成される。第１空間２１の少なくとも一部に、第１液体２１Ｌを溜めることができる。第２空間２２の少なくとも一部に、第２液体２２Ｌを溜めることができる。
【００１３】
この例では、第１貯蔵部１０ａ及び第２貯蔵部１０ｂが設けられる。これらの貯蔵部は、第２空間２２とつながっている。この例では、第２空間２２と第２貯蔵部１０ｂとの間にポンプ１０Ｐが設けられる。例えば、第１貯蔵部１０ａに第２液体２２Ｌが貯蔵される。ポンプ１０Ｐの動作により、第１貯蔵部１０ａから第２空間２２に第２液体２２Ｌが導入される。さらに、第２液体２２Ｌは、ポンプ１０Ｐを介して、第２空間２２から第２貯蔵部１０ｂに流出しても良い。例えば、ポンプ１０Ｐの動作により、第２空間２２からポンプ１０Ｐに向けて第２液体２２Ｌが流出しても良い。このときの第２液体２２Ｌの流れの向きを正とする。ポンプ１０Ｐの動作により、ポンプ１０Ｐから第２空間２２へ向けて第２液体２２Ｌが流入しても良い。このときの第２液体２２Ｌの流れの向きを負とする。このように、ポンプ１０Ｐの動作により、第２液体２２Ｌが正または負の向きに移動しても良い。
【００１４】
第３壁１３の厚さ方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向及びＸ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００１５】
第３壁１３は、例えば、Ｘ−Ｙ平面に沿って広がる。第１壁１１及び第２壁１２は、例えば、Ｘ−Ｙ平面に沿って広がる部分と、その部分と交差する部分と、を含む。
【００１６】
第１液体２１Ｌは、例えば、電解液を含む。第１液体２１Ｌは、例えば、ＴＥ（Tris/EDTA）バッファ溶液、または、ＰＢＳ（Phosphate Buffer Saline）バッファ溶液などの緩衝溶液を含んでも良い。第１液体２１Ｌは、例えば、ＫＣｌ水溶液のような電解質溶液を含んでも良い。第１液体２１Ｌは、例えば、リン酸バッファ、Tris系バッファ、及び、ＨＥＰＥＳバッファよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【００１７】
第２液体２２Ｌは、検出対象（分析対象）の第１粒子３１を含む。第１粒子３１は、例えば、検体である。第２液体２２Ｌは、第１粒子３１と電解液を含む。第２液体２２Ｌの電解液は、例えば、リン酸バッファ、Tris系バッファ及びＨＥＰＥＳバッファよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第２液体２２Ｌの電解液は、第１液体２１Ｌに含まれる電界液と同じでも良い。
【００１８】
図１（ａ）に示すように、第２液体２２Ｌは、第２粒子３２をさらに含む場合があっても良い。例えば、第２粒子３２は、検出対象ではない。第２粒子３２は、例えば夾雑物である。
【００１９】
図１（ａ）は、第１空間２１に第１液体２１Ｌが導入され、第２空間２２に第２液体２２Ｌが導入された状態を例示している。これらの液体が導入された状態を分析準備状態ＯＰＰとする。分析準備状態ＯＰＰの前において、これらの液体がこれらの空間に導入されていなくても良い。
【００２０】
第１電極５１は、第１空間２１に設けられる。第２電極５２及び第３電極５３は、第２空間２２に設けられる。
【００２１】
この例では、第３電極５３から第２電極５２への方向は、Ｘ−Ｙ平面に沿う。
【００２２】
図１（ｂ）は、第２電極５２、第３電極５３及び孔１３ｈを例示している。孔１３ｈは、例えば、Ｚ軸方向において、第２電極５２と重なる。この例では、第３電極５３は、第２電極５２の周りに設けられている。図１（ｃ）は、第３壁１３を例示している。第３壁１３に孔１３ｈが設けられている。
【００２３】
図１（ａ）に示すように、１つの例において、分析素子２１０（分析装置１１０）は、第１化合物４０をさらに含んでも良い。第１化合物４０は、第２電極５２に設けられる。第１化合物４０により、検出対象の第１粒子３１の捕獲効率が高まる。第１粒子３１の特性に応じて、第１化合物４０が決められても良い。第１化合物４０の例については、後述する。
【００２４】
図１（ａ）に示すように、制御部７０は、第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３と電気的に接続される。制御部７０は、これらの電極の電位を制御する。この例では、制御部７０は、ポンプ１０Ｐとさらに電気的に接続される。制御部７０は、ポンプ１０Ｐの動作を制御しても良い。
【００２５】
以下、制御部７０の動作の例について説明する。
【００２６】
図２（ａ）〜図２（ｈ）は、第１実施形態に係る分析装置の動作を例示する模式図である。  
図３〜図６は、第１実施形態に係る分析装置の動作を例示する模式的断面図である。  
図３は、後述する第１動作ＯＰ１に対応する。図４は、後述する第４動作ＯＰ４に対応する。図５は、後述する第３動作ＯＰ３に対応する。図６は、後述する第２動作ＯＰ２に対応する。
【００２７】
図２（ａ）〜図２（ｈ）の横軸は、時間ｔｍである。図２（ａ）〜図２（ｃ）の縦軸は、第１〜第３電極５１〜５３の電位Ｅ１〜Ｅ３にそれぞれ対応する。図２（ｄ）の縦軸は、第１空間２１への第１液体２１Ｌの流動量Ｌ１を例示する。図２（ｅ）の縦軸は、第２空間２２における第２液体２２Ｌの流動量Ｌ２を例示する。図２（ｅ）の縦軸は、例えばポンプ１０Ｐの動作に対応する。「＋」は正の向きの第２液体２２Ｌの移動に対応し、「−」は負の向きの第２液体２２Ｌの移動に対応する。図２（ｆ）の縦軸は、第２電極５２の近傍における第１粒子３１の濃度Ａｍ１（例えば量）に対応する。図２（ｇ）の縦軸は、第２電極５２の近傍における第２粒子３２の濃度Ａｍ２（例えば量）に対応する。図２（ｈ）の縦軸は、第１電極５１と第２電極５２との間に生じる信号（検出信号Ｉｓ１）に対応する。
【００２８】
図２（ｄ）に示すように、分析準備動作ＯＰＰにおいて、第１空間２１への第１液体２１Ｌの流動量Ｌ１が大きい。例えば、第１液体２１Ｌが第１空間２１に流入し、第１空間２１に第１液体２１Ｌが蓄えられる。分析準備動作ＯＰＰの後、流動量Ｌ１は小さくなり、この状態が継続する。
【００２９】
図２（ｅ）に示すように、分析準備動作ＯＰＰにおいて、第２空間２２への第２液体２２Ｌの流動量Ｌ２が大きい。例えば、第２液体２２Ｌが第２空間２２に流入し、第２空間２２に第２液体２２Ｌが蓄えられる。分析準備動作ＯＰＰの後、後述する第１動作ＯＰ１まで、この状態が継続する。
【００３０】
分析準備動作ＯＰＰにおける１つの例において、第１〜第３電極５１〜５３の電位Ｅ１〜Ｅ３は、電位Ｖ０に設定される（図２（ａ）〜図２（ｃ）参照）。濃度Ａｍ１及びＡｍ２は低く、検出信号Ｉｓ１は小さい（図２（ｆ）〜図２（ｈ）参照）。
【００３１】
既に説明したように、分析準備動作ＯＰＰにおいては、図１（ａ）に例示した状態が得られる。
【００３２】
分析準備動作ＯＰＰの後に第１動作ＯＰ１が実施される。第１動作ＯＰ１は、例えば、制御部７０により行われる。図３は、第１動作ＯＰ１における状態を例示している。
【００３３】
図２（ｃ）に示すように、第１動作ＯＰ１において、制御部７０は、第３電極５３を第１電位Ｅ０１に設定する。第１電位Ｅ０１は、第２電極５２の第１動作ＯＰ１における電位（この例では電位Ｅ２１）を基準にした第１極性の電位である。この例では、第１極性は、負である。第１電位Ｅ０１は、図２（ｃ）に例示する電位Ｅ３２である。
【００３４】
第１粒子３１の種類に応じて、第１粒子３１は、電荷を有する。この例では、第１粒子３１は負の電荷を有する。例えば、第１粒子３１は負に帯電している。後述するように、第１粒子３１が正の電荷を有する場合は、上記の第１極性は、正としても良い。以下では、第１粒子３１が負の電荷を有する場合の例について説明する。
【００３５】
第３電極５３が上記のような第１電位Ｅ０１（この場合は負）に設定されると、第２液体２２Ｌ中の第１粒子３１は、第３電極５３から第２電極５２に向けて移動する（図３参照）。移動は、例えば、電気泳動力に基づく。移動により、図２（ｆ）に示すように、第２電極５２の近傍における第１粒子３１の濃度Ａｍ１が高くなる。
【００３６】
このように、実施形態においては、第１動作ＯＰ１により、第２液体２２Ｌ中の第１粒子３１が第２電極５２の近傍に集められる。第２電極５２に第１化合物４０が設けられる場合、集められた複数の第１粒子３１の少なくとも一部が、第１化合物４０に捕獲されても良い（図３参照）。第１動作ＯＰ１は、例えば、捕獲動作である。
【００３７】
図２（ｇ）に示すように、第１粒子３１の移動に連動して、第２電極５２の近傍における第２粒子３２の濃度Ａｍ２が高くなる場合があっても良い。
【００３８】
図２（ａ）に示すように、このような第１動作ＯＰ１において、制御部７０は、第１電極５１を、第２電極５２の第１動作ＯＰ１における電位（この例では電位Ｅ２１）と、第１電位Ｅ０１（この例では電位Ｅ３２）と、の間に設定しても良い。この例では、第１電極５１は、電位Ｖ０に設定される。これにより、第１動作ＯＰ１において、第１粒子３１が第１電極５１に向けて移動することが抑制できる。
【００３９】
上記のように、制御部７０は、第１動作ＯＰ１を、第１空間２２の少なくとも一部に第１液体２１Ｌが導入され、第２空間２２の少なくとも一部に第２液体２２Ｌが導入された状態で実施する。
【００４０】
第１動作ＯＰ１の後に、制御部７０は、第２動作ＯＰ２を実施する。図２（ａ）〜図２（ｈ）に示すように、第３動作ＯＰ３及び第４動作ＯＰ４がさらに実施されても良い。第３動作ＯＰ３及び第４動作ＯＰ４の例については後述し、以下では、第２動作ＯＰ２の例について説明する。
【００４１】
図２（ａ）に例示するように、第２動作ＯＰ２において、制御部７０は、第１電極５１を第２電位Ｅ０２に設定する。第２電位Ｅ０２は、第２電極５２の第２動作ＯＰ２における電位（この例では、電位Ｅ２２）を規準にした、第２極性の電位である。第２極性は、第１極性とは逆である。この例では、第１極性は負であり、第２極性は正である。この例では、第２電位Ｅ０２は、電位Ｅ１１である。
【００４２】
図２（ｈ）に示すように、このような第２動作ＯＰ２において、第１電極５１と第２電極５２との間の信号（検出信号Ｉｓ１）にピーク（ボトム）が生じる。制御部７０は、第１電極５１と第２電極５２との間の検出信号Ｉｓ１を検出する。
【００４３】
検出信号Ｉｓ１に含まれるピーク（ボトム）は、例えば、第１粒子３１の孔１３ｈの通過に対応する。例えば、孔１３ｈに第１粒子３１が無い状態においては、電流経路は、孔１３ｈの面積に対応した電気抵抗を有する。例えば、孔１３ｈに第１粒子３１がある状態においては、電流経路は、孔１３ｈに対応して狭くなる（図６参照）。このため、電流経路の抵抗は、孔１３ｈに第１粒子３１が無い状態における電気抵抗よりも低くなる。この電気抵抗の変化に応じたピーク（ボトム）が生じる。図６に示す例のように、第２動作ＯＰ２において、第１粒子３１は、第１化合物４０の一部とともに孔１３ｈを通過しても良い。
【００４４】
第２動作ＯＰ２において、制御部７０が、検出信号Ｉｓ１に生じるピーク（ボトム）を検出することで、第１粒子３１を検出（分析）できる。例えば、ピーク（例えばボトム）の高さ及び幅は、第１粒子３１の種類に応じた値を有する。例えば、このような特性を利用してピークの検出結果から、第１粒子３１を分析できる。第２動作ＯＰ２は、検出動作（または分析動作）に対応する。
【００４５】
このように、制御部７０は、第１動作ＯＰ１と、第１動作ＯＰ１の後に行われる第２動作ＯＰ２と、を少なくとも実施する。第１動作ＯＰ１において、制御部７０は、第３電極５３を、第２電極５２の第１動作ＯＰ１における電位を基準にした第１極性の第１電位Ｅ０１に設定する。第２動作ＯＰ２において、制御部７０は、第１電極５１を、第２電極５２の第２動作ＯＰ２における電位を規準にした第２極性の第２電位Ｅ０２に設定する。第２極性は、第１極性とは逆である。
【００４６】
このような第１動作ＯＰ１を第２動作ＯＰ２の前に行うことで、検出対象の第１粒子３１を第２電極５２の近傍に集めることができる。第２電極５２の近傍における第１粒子３１の濃度が高くなった状態で、第２動作ＯＰ２（検出動作）を行うことで、例えば、より多くのピークが生じるようになる。例えば、検出対象のピークが増えることで、検出精度が向上できる。実施形態によれば、例えば、分析精度の向上が可能な分析装置、分析素子、及び、分析方法を提供できる。
【００４７】
第１動作ＯＰ１を実施することで、例えば、短い時間で、ピークが得られる状態が得られる。例えば、検出時間が短くできる。
【００４８】
図２（ｃ）に示すように、第２動作ＯＰ２において、制御部７０は、第３電極５３を、第２電位Ｅ０２と、第２電極５２の第２動作ＯＰ２における上記の電位（電位Ｅ２２）と、の間に設定する。この例では、第２動作ＯＰ２において、第３電極５３は、電位Ｖ０に設定される。これにより、例えば、第２動作ＯＰ２において、第１粒子３１が第３電極５３に向けて移動することが抑制される。例えば、第１粒子３１が効率良く孔１３ｈを通過できる。
【００４９】
上記のように、制御部７０は、第２動作ＯＰ２を、第１空間２２の少なくとも一部に第１液体２１Ｌが導入され、第２空間２２の少なくとも一部に第２液体２２Ｌが導入された状態で実施する。
【００５０】
既に説明したように、制御部７０は、第３動作ＯＰ３をさらに実施しても良い。以下、第３動作ＯＰ３の例について説明する。
【００５１】
図２（ａ）〜図２（ｈ）に示すように、制御部７０は、例えば、第１動作ＯＰ１と第２動作ＯＰ２の間に第３動作ＯＰ３をさらに実施する。
【００５２】
第３動作ＯＰ３において、制御部７０は、第３電極５３を第３電位Ｅ０３（この例では電位Ｅ３１）に設定する。第３電位Ｅ０３は、第２電極５２の第３動作ＯＰ３における電位（この例ではＥ２２）を基準にした、第２極性の電位である。第２極性は、この例では、正である。
【００５３】
図５に示すように、このような第３動作ＯＰ３により、例えば、第１粒子３１が第２電極５２から離れる。これにより、第２電極５２の近傍における第１粒子３１の濃度が高く、第１粒子３１が移動し易い状態が形成できる。
【００５４】
この例では、第２電極５２に第１化合物４０が設けられている。第１化合物４０は、第１粒子３１を、例えば、特異的に捕獲する。例えば、第１化合物４０は、第１粒子３１と、特異的に結合しても良い。例えば、第１化合物４０と第１粒子３１とが、特異的に互いに吸着しても良い。例えば、第１化合物４０に、第１粒子３１が特異的に付着しても良い。第３動作ＯＰ３により、第１粒子３１を捕獲した第１化合物４０が第２電極５２から離れる。第１化合物４０に捕獲された第１粒子３１の濃度が高く第１粒子３１が移動し易い状態が形成できる。第３動作ＯＰ３における第１化合物４０の離脱の例については、後述する。
【００５５】
図２（ｆ）に示すように、このような第３動作ＯＰ３により、第２電極５２の近傍における第１粒子３１の濃度Ａｍ１が低下する。図５に示すように、第１粒子３１は、第２電極５２から離れ、第２電極５２から少し離れた位置において、高い濃度で集まる。
【００５６】
第３動作ＯＰ３は、例えば、第２電極５２からの離脱動作である。このような第３動作ＯＰ３の後に、第２動作ＯＰ２（検出動作）が行われる。これにより、第２電極５２の近傍における第１粒子３１の濃度が高く、第１粒子３１が移動し易い状態が形成できる。これにより、第２動作ＯＰ２（検出動作）において、第１粒子３１が効率的に孔１３ｈを通過できる。分析精度をより向上できる。
【００５７】
図２（ａ）に示すように、第３動作ＯＰ３において、例えば、制御部７０は、第１電極５１を、第２電極５２の第３動作ＯＰ３における上記の電位（この例では、電位Ｅ２２）と、第３電位Ｅ０３（この例では電位Ｅ３１）と、の間に設定する。この例では、第３動作ＯＰ３において、例えば、制御部７０は、第１電極５１を電位Ｖ０に設定する。これにより、第１粒子３１が孔１３ｈ通過することが抑制できる。
【００５８】
既に説明したように、制御部７０は、第４動作ＯＰ４をさらに実施しても良い。以下、第４動作ＯＰ４の例について説明する。
【００５９】
図２（ａ）〜図２（ｈ）に示すように、例えば、制御部７０は、第１動作ＯＰ１と第３動作ＯＰ３の間に第４動作ＯＰ４をさらに実施する。
【００６０】
図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、制御部７０は、第３電極５３の第４動作ＯＰ４における電位と、第２電極５２の第４動作ＯＰ４における電位との差の絶対値を、第１電位Ｅ０１と、第２電極５２の第１動作ＯＰ１における上記の電位（例えば電位Ｅ２１）と、の差の絶対値よりも小さくする。この例では、第３電極５３の第４動作ＯＰ４における電位は電位Ｖ０であり、第２電極５２の第４動作ＯＰ４においる電位は電位Ｖ０である。これらの電位の差は、０である。
【００６１】
第１電極５１の第４動作ＯＰ４における電位と、第２電極５２の第４動作ＯＰ４における電位と、の差の絶対値を、第１電位Ｅ０１と、第２電極５２の第１動作ＯＰ１における電位（この例では、Ｅ２１）と、の差の絶対値よりも小さくする。この例では、第１電極５１の第４動作ＯＰ４における電位は、電位Ｖ０であり、第２電極５２の第４動作ＯＰ４における電位は電位Ｖ０である。これらの電位の差は、０である。
【００６２】
このような電位の関係にすることで、第１動作ＯＰ１で形成された状態（第２電極５２の近傍における第１粒子３１の密度が高い状態）が維持される（図３参照）。このような第４動作ＯＰ４において、第２空間２２中の第２液体２２Ｌが流動しても良い。
【００６３】
例えば、図２（ｅ）に示すように、制御部７０は、第４動作において、ポンプ１０Ｐを制御して、第２空間２２における第２液体２２Ｌの流動量Ｌ２を変化させる。この例では、流動量Ｌ２において、正または負の向きが繰り返される。
【００６４】
例えば、制御部７０は、第２空間２２の少なくとも一部に、第２液体２２Ｌを流入させること、及び、第２空間２２の少なくとも一部から、第２液体２２Ｌの少なくとも一部を流出させること、の少なくともいずれかを実施する。これにより、第２液体２２Ｌ中の第２粒子３２が、例えば、第２空間２２から第２貯蔵部１０ｂへ向けて移動する（図４参照）。
【００６５】
これにより、第２液体２２Ｌ中の第２粒子３２の濃度を、低下できる（図４参照）。例えば、図２（ｇ）に示すように、第２電極５２の近傍における第２粒子３２の濃度Ａｍ２が低下する。
【００６６】
例えば、第１動作ＯＰ１の状態において第２液体２２Ｌ中に第２粒子３２が含まれる（図３参照）。この後に、第４動作ＯＰ４を実施することで、第２液体２２Ｌにおける第２粒子３２の濃度を低下できる。図４に例示する例では、第２液体２２Ｌに第２粒子３２が実質的に含まれない。
【００６７】
検出対象ではない第２粒子３２の量を減らすことで、検出対象の第１粒子３１を効率良く、高い精度で検出できる。
【００６８】
第４動作ＯＰ４において、第２液体２２Ｌの流速は、例えば、０．００１μＬ／ｍｉｎ以上１０００μＬ／ｍｉｎ以下の範囲で変更される。例えば、第２液体２２Ｌ中の第２粒子３２の量を効率良く低減できる。
【００６９】
実施形態に係る１つの例において、上記の第１極性は負であり、上記の第２極性は正である。実施形態に係る別の例において、上記の第１極性は正であり、上記の第２極性は負でも良い。これらの極性は、例えば、第１粒子３１の特性（極性）に応じて定められても良い。
【００７０】
以下、第１化合物４０の例について説明する。  
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第１実施形態に係る分析装置の一部を例示する模式図である。  
図７（ａ）に示すように、第１化合物４０は、第２電極５２の面５２ａに設けられる。面５２ａは、例えば表面である。第１化合物４０は、第１端部４１及び第２端部４２を含む。第２端部４２は、第１端部４１と第２電極５２との間にある。第１端部４１は、例えば、１つの官能基である。第２端部４２は、例えば、別の官能基である。
【００７１】
１つの例において、第２端部４２は、硫黄を含む。例えば、第２端部４２は、チオールを含む。第２端部４２は、例えば、チオールにより、第２電極５２に含まれる元素に吸着（または結合）する。第２端部４２は、例えば、ジスルフィドを含んでも良い。
【００７２】
第１端部４１は、例えば、プローブ機能を有する。第１端部４１は、検出対象の第１粒子３１に合わせて、第１粒子３１を捕獲し易いように設計される。第１端部４１は、例えば、抗体、糖鎖、ペプチド及びアプタマの少なくともいずれかを含む。第１端部４１は、例えば、抗体、糖鎖及び核酸よりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【００７３】
第２端部４２がチオールを含み、第２電極５２がＡｕを含む場合、第３動作ＯＰ３における電位の制御により、例えば、
ＲＳ−Ａｕ＋ｅ−  →  ＲＳ−＋Ａｕ（Ｏ）    …（１）
の反応が生じる。上記の（１）式において、「Ｒ」は、第１化合物４０の第２端部４２を除く部分である。上記の（１）により、「ＲＳ−」が、第２電極５２のＡｕから離れる。このようにして、第３動作ＯＰ３により、第１粒子３１を捕獲した第１化合物４０が第２電極５２から離れる。
【００７４】
第１化合物４０は、例えば、プローブとして機能する。
【００７５】
図７（ｂ）に示すように、分析装置１１０（分析素子２１０）において、第２化合物４０ｂがさらに設けられても良い。第２化合物４０ｂは、第２電極５２の上記の面５２ａに設けられる。第２化合物４０ｂは、例えば、ポリエチレングリコール鎖を含む。ポリエチレングリコール鎖の分子量は、例えば、１００以上、１００，０００以下である。第２化合物４０ｂは、第３端部４３及び第４端部４４を含んでも良い。第４端部４４は、第３端部４３と第２電極５２との間に設けられる。例えば、第４端部４４により第２化合物４０ｂは、第２電極５２に吸着（または結合）する。第３端部４３は、例えば、第１粒子３１を捕獲しにくい構造を有する。第２化合物４０ｂは、例えば、検出対象ではない第２粒子３２が第２電極５２に吸着することを抑制できる。
【００７６】
第２粒子３２の影響が抑制できる。より高い精度で、検出対象の第１粒子３１を検出できる。
【００７７】
図１（ａ）に示すように、第３電極５３から第２電極５２への方向（図１（ａ）の例では、Ｘ軸方向）は、第３壁１３を孔１３ｈが貫く方向（Ｚ軸方向）と交差する。第３電極５３から第２電極５２への方向は、第２電極５２から孔１３ｈへの方向（例えばＺ軸方向）と交差する。これにより、例えば、第１動作ＯＰ１において、第１粒子３１が孔１３ｈに向けて移動することが抑制できる。
【００７８】
実施形態において、第２電極５２は、第２壁１２のうちで、Ｘ−Ｙ平面と交差する部分に設けられても良い。第３電極５３は、第２壁１２のうちで、Ｘ−Ｙ平面と交差する部分に設けられても良い。
【００７９】
図８（ａ）〜図８（ｃ）は、第１実施形態に係る分析装置を例示する模式図である。    図８（ａ）は平面図である。図８（ｂ）及び図８（ｃ）は、分析装置の一部の平面図である。
【００８０】
図８（ａ）に示すように、実施形態に係る分析装置１２０は、分析素子２２０及び制御部７０（図１（ａ）参照）を含む。この場合も、分析素子２２０は、第１壁１１、第２壁１２、第３壁１３、第１電極５１、第２電極５２及び第３電極５３を含む。分析素子２２０においては、第３電極５３の位置が、分析素子２１０における第３電極５３の位置とは異なる。分析素子２２０におけるこれ以外の構成は、分析素子２１０における構成と同様なので説明を省略する。以下、分析素子２２０における第３電極５３の位置について説明する。
【００８１】
図８（ａ）に示すように、分析素子２２０においては、第２電極５２の少なくとも一部から第３電極５３の少なくとも一部への方向は、第３壁１３に沿う平面（Ｘ−Ｙ平面）と交差する。例えば、第２電極５２の少なくとも一部から第３電極５３の少なくとも一部への方向は、Ｚ軸方向に沿う。例えば、Ｚ軸方向において、第２電極５２の一部と第３電極５３の一部とが互い向かいあう。
【００８２】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第３電極５３は、孔１３ｈとつながる孔を含む。
【００８３】
このような分析装置１２０（及び分析素子２２０）においても、図２（ａ）〜図２（ｈ）に関して説明した動作を実施できる。例えば、分析精度の向上が可能な分析装置、分析素子、及び、分析方法が提供できる。
【００８４】
図８（ｃ）に示すように、分析装置１２１（及び分析素子２２１）において、複数の孔１３ｈが設けられても良い。
【００８５】
上記の実施形態において、第１壁１１、第２壁１２及び第３壁１３の少なくとも１つは、例えば、絶縁性の材料を含む。第１壁１１、第２壁１２及び第３壁１３の少なくとも１つは、例えば、酸化シリコン、樹脂及びゴムよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【００８６】
第１〜第３電極５１〜５３の少なくともいずれかは、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ａｌ及びＰｄよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。
【００８７】
１つの例において、第１電極５１は、Ａｇ膜とＡｇＣｌ膜との積層膜（Ａｇ／ＡｇＣｌ膜）を含んでも良い。例えば、第２電極５２は、Ａｕを含む。第３電極５３は、Ｐｔ及びＡｕよりなる群から選択された少なくとも１つを含む。第３電極５３は、Ａｇ／ＡｇＣｌ膜を含んでも良い。
【００８８】
（第２実施形態）  
第２実施形態は、分析方法に係る。この分析方法は、例えば、第１実施形態に関して説明した制御部７０の動作の少なくとも一部を含む。
【００８９】
例えば、この分析装置は、第１実施形態に係る任意の分析素子を用いる。例えば、分析素子は、第１〜第３壁１１〜１３、第１〜第３電極５１〜５３を含む。第１壁１１と第３壁１３との間に第１空間２１が設けられ、第２壁１２と第３壁１３との間に第２空間２２が設けられる。第３壁１３は、第１空間２１と第２空間２２とつながる少なくとも１つの孔１３ｈを含む。第１電極５１は、第１空間２１に設けられる。第２電極５２及び第３電極５３は、第２空間２２に設けられる。この分析方法は、この分析素子を用いて、第１動作ＯＰ１と、第１動作ＯＰ１の後に行われる第２動作ＯＰ２と、を少なくとも実施する。  第１動作ＯＰ１及び第２動作ＯＰ２は、第１空間２１の少なくとも一部に第１液体２１Ｌが導入され、第２空間２２の少なくとも一部に第２液体２２Ｌが導入された状態で実施される。
【００９０】
第１動作ＯＰ１において、第３電極５３を、第２電極５２の第１動作ＯＰ１における電位を基準にした第１極性の第１電位Ｅ０１に設定する。第２動作ＯＰ２において、第１電極５１を、第２電極５２の第２動作ＯＰ２における電位を規準にした第２極性の第２電位Ｅ０２に設定して、第１電極５１と第２電極５２との間の信号を検出する。第２極性は、第１極性とは逆である。
【００９１】
これにより、例えば、分析精度の向上が可能な分析装置、分析素子、及び、分析方法を提供できる。第１動作ＯＰ１を実施することで、例えば、短い時間でピークが得られる状態が得られる。例えば、検出時間が短くできる。
【００９２】
実施形態において、第１動作ＯＰ１において、例えば、第１電極５１を、第２電極５２の第１動作ＯＰ１における電位と、第１電位Ｅ０１と、の間に設定しても良い。
【００９３】
実施形態は、以下の構成（例えば技術案）を含んでも良い。  
（構成１）  
第１壁と、
第２壁と、
第３壁であって、前記第１壁と前記第３壁との間に第１空間が設けられ、前記第２壁と前記第３壁との間に第２空間が設けられ、前記第３壁は、前記第１空間と前記第２空間とつながる少なくとも１つの孔を含む、前記第３壁と、
前記第１空間に設けられた第１電極と、
前記第２空間に設けられた第２電極及び第３電極と、
前記第１電極、前記第２電極及び前記第３電極と電気的に接続された制御部と、
を備え、
前記制御部は、第１動作と、前記第１動作の後に行われる第２動作と、を少なくとも実施し、
前記第１動作において、前記制御部は、前記第３電極を前記第２電極の前記第１動作における電位を基準にした第１極性の第１電位に設定し、
前記第２動作において、前記制御部は、前記第１電極を前記第２電極の前記第２動作における電位を規準にした第２極性の第２電位に設定して、前記第１電極と前記第２電極との間の信号を検出し、前記第２極性は前記第１極性とは逆である、分析装置。
【００９４】
（構成２）  
前記制御部は、前記第１動作を、前記第１空間の少なくとも一部に第１液体が導入され、前記第２空間の少なくとも一部に第２液体が導入された状態で実施する、構成１記載の分析装置。
【００９５】
（構成３）  
前記第１動作において、前記制御部は、前記第１電極を、前記第２電極の前記第１動作における前記電位と、前記第１電位と、の間に設定する、構成１または２に記載の分析装置。
【００９６】
（構成４）  
前記第２動作において、前記制御部は、前記第３電極を、前記第２電位と、前記第２電極の前記第２動作における前記電位と、の間に設定する、構成１〜３のいずれか１つに記載の分析装置。
【００９７】
（構成５）  
前記制御部は、前記第１動作と前記第２動作の間に第３動作をさらに実施し、
前記第３動作において、前記制御部は、前記第３電極を前記第２電極の前記第３動作における電位を基準にした前記第２極性の第３電位に設定する、構成３または４に記載の分析装置。
【００９８】
（構成６）  
前記第３動作において、前記制御部は、前記第１電極を、前記第２電極の前記第３動作における前記電位と、前記第３電位と、の間に設定する、構成５記載の分析装置。
【００９９】
（構成７）  
前記第１極性は、負であり、前記第２極性は、正である、構成１〜６のいずれか１つに記載の分析装置。
【０１００】
（構成８）  
前記第２電極の面に設けられた第１化合物をさらに含み、
前記第１化合物は、第１端部と、第２端部と、を含み、
前記第２端部は、前記第１端部と前記第２電極との間にあり、
前記第２端部は、硫黄を含む、構成７記載の分析装置。
【０１０１】
（構成９）
前記第２電極の面に設けられた第１化合物をさらに含み、
前記第１化合物は、第１端部と、第２端部と、を含み、
前記第２端部は、前記第１端部と前記第２電極との間にあり、
前記第１端部は、プローブ機能部を含む、構成１〜７のいずれか１つに記載の分析装置。
【０１０２】
（構成１０）  
前記第２電極の前記面に設けられた第２化合物をさらに含み、
前記第２化合物は、ポリエチレングリコール鎖を含む構成８または９に記載の分析装置。
【０１０３】
（構成１１）  
前記制御部は、前記第１動作と前記第３動作の間に第４動作をさらに実施し、
前記制御部は、前記第３電極の前記第４動作における電位と、前記第２電極の前記第４動作における電位と、の差の絶対値を、前記第１電位と、前記第２電極の前記第１動作における前記電位と、の差の絶対値よりも小さくする、構成１〜７のいずれか１つに記載の分析装置。
【０１０４】
（構成１２）  
前記制御部は、前記第１電極の前記第４動作における電位と、前記第２電極の前記第４動作における前記電位と、の差の絶対値を、前記第１電位と、前記第２電極の前記第１動作における前記電位と、の差の絶対値よりも小さくする、構成１１記載の分析装置。
【０１０５】
（構成１３）  
前記制御部は、前記第４動作において、前記第２空間の前記少なくとも一部に前記第２液体を流入させること、及び、前記第２空間の前記少なくとも一部から前記第２液体の少なくとも一部を流出させること、の少なくともいずれかを実施する、構成１１または１２に記載の分析装置。
【０１０６】
（構成１４）  
第１壁と、
第２壁と、
第３壁であって、前記第１壁と前記第３壁との間に第１空間が設けられ、前記第２壁と前記第３壁との間に第２空間が設けられ、前記第３壁は、前記第１空間と前記第２空間とつながる少なくとも１つの孔を含む、前記第３壁と、
前記第１空間に設けられた第１電極と、
前記第２空間に設けられた第２電極及び第３電極と、
を備え、
前記第３電極から前記第２電極への方向は、前記第３壁を前記孔が貫く方向と交差した、分析素子。
【０１０７】
（構成１５）  
第１壁と、第２壁と、第３壁であって、前記第１壁と前記第３壁との間に第１空間が設けられ、前記第２壁と前記第３壁との間に第２空間が設けられ、前記第３壁は、前記第１空間と前記第２空間とつながる少なくとも１つの孔を含む、前記第３壁と、前記第１空間に設けられた第１電極と、前記第２空間に設けられた第２電極及び第３電極と、を含む分析素子を用いて、第１動作と、前記第１動作の後に行われる第２動作と、を少なくとも実施し、
前記第１動作及び前記第２動作を、前記第１空間の少なくとも一部に第１液体が導入され、前記第２空間の少なくとも一部に第２液体が導入された状態で実施し、
前記第１動作において、前記第３電極を前記第２電極の前記第１動作における電位を基準にした第１極性の第１電位に設定し、
前記第２動作において、前記第１電極を前記第２電極の前記第２動作における電位を規準にした第２極性の第２電位に設定して、前記第１電極と前記第２電極との間の信号を検出し、前記第２極性は前記第１極性とは逆である、分析方法。
【０１０８】
（構成１６）  
前記第１動作において、前記第１電極を、前記第２電極の前記第１動作における前記電位と、前記第１電位と、の間に設定する、構成１５記載の分析方法。
【０１０９】
（構成１７）  
前記第２動作において、前記第３電極を、前記第２電位と、前記第２電極の前記第２動作における前記電位と、の間に設定する、構成１５または１６に記載の分析方法。
【０１１０】
（構成１８）  
前記第１動作と前記第２動作の間に第３動作をさらに実施し、
前記第３動作において、前記第３電極を前記第２電極の前記第３動作における電位を基準にした前記第２極性の第３電位に設定する、構成１５〜１７のいずれか１つに記載の分析方法。
【０１１１】
（構成１９）  
前記第３動作において、前記第１電極を、前記第２電極の前記第３動作における前記電位と、前記第３電位と、の間に設定する、構成１８記載の分析方法。
【０１１２】
（構成２０）  
前記第１動作と前記第３動作の間に第４動作をさらに実施し、
前記第３電極の前記第４動作における電位と、前記第２電極の前記第４動作における電位と、の差の絶対値を、前記第１電位と、前記第２電極の前記第１動作における前記電位と、の差の絶対値よりも小さくする、構成１８または１９に記載の分析方法。
【０１１３】
（構成２１）  
前記第１電極の前記第４動作における電位と、前記第２電極の前記第４動作における前記電位と、の差の絶対値を、前記第１電位と、前記第２電極の前記第１動作における前記電位と、の差の絶対値よりも小さくする、構成２０記載の分析方法。
【０１１４】
（構成２２）  
前記第４動作において、前記第２空間の前記少なくとも一部に前記第２液体を流入させること、及び、前記第２空間の前記少なくとも一部から前記第２液体の少なくとも一部を流出させること、の少なくともいずれかを実施する、構成２０または２１に記載の分析方法。
【０１１５】
実施形態によれば、分析精度の向上が可能な分析装置、分析素子、及び、分析方法が提供できる。
【０１１６】
本願明細書において、「垂直」及び「平行」は、厳密な垂直及び厳密な平行だけではなく、例えば製造工程におけるばらつきなどを含むものであり、実質的に垂直及び実質的に平行であれば良い。
【０１１７】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、分析装置及び分析素子に含まれる壁、電極及び制御部などの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【０１１８】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１１９】
その他、本発明の実施の形態として上述した分析装置、分析素子、及び、分析方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての分析装置、分析素子、及び、分析方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１２０】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと解される。
【０１２１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１２２】
１０Ｐ…ポンプ、  １０ａ、１０ｂ…第１、第２貯蔵部、  １１〜１３…第１〜第３壁、  １３ｈ…孔、  ２１、２２…第１、第２空間、  ２１Ｌ、２２Ｌ…第１、第２液体、  ３１、３２…第１、第２粒子、  ４０…第１化合物、  ４０ｂ…第２化合物、  ４１〜４４…第１〜第４端部、  ５１〜５３…第１〜第３電極、  ５２ａ…面、  ７０…制御部、  １１０、１２０、１２１…分析装置、  ２１０、２２０、２２１…分析素子、  Ｅ０１〜Ｅ０３…第１〜第３電位、  Ｅ１〜Ｅ３、Ｅ１１、Ｅ２１、Ｅ２２、Ｅ３１、Ｅ３２…電位、  Ｉｓ１…検出信号、  Ｌ１、Ｌ２…流動量、  ＯＰ１〜ＯＰ４…第１〜第４動作、  ＯＰＰ…分析準備動作、  Ｖ０…電位、  ｔｍ…時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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