(57)【要約】【課題】  非常に小さいスケールまたは微視的な粒子およびデバイスを製造する改善された方法を提供する。【解決手段】  開示される液滴の成形技術では、複数の光トラップまたは少なくとも１つの可変形状トラップを使用して、液滴を変形させる。液滴の表面張力は、例えば塩化ナトリウムの溶液中のヘプタン液滴でエーロゾルＯＴのような界面活性剤を用いることによって、光トラップを用いて適用することのできる力に匹敵するように低減させる。変形された液滴の凝固は、重合を用いて達成することができる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の光トラップを発生させるステップと、
前記複数の光トラップを液滴に向けるステップと、
前記光トラップの少なくとも１つを移動させて前記液滴の形状を変形させるステップと、を含む、液滴を変形する方法。
【請求項２】
前記光トラップを相互に対して移動させて前記液滴の形状を変形させる、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光トラップが前記液滴内に入射する、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記光トラップが前記液滴の外側に入射する、請求項１ないし３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
前記液滴がエマルジョンの一部として周囲の液体中に懸濁する、請求項１ないし４のいずれかに記載の方法。
【請求項６】
前記エマルジョンが、前記液滴と前記周囲の液体との間の表面張力を低下させるように界面活性剤を含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記エマルジョンが水中油系エマルジョンである、請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
前記エマルジョンがエーロゾルＯＴ、ヘプタン、および塩化ナトリウムを含む、請求項５に記載の方法。
【請求項９】
前記液滴を凝固させるステップをさらに含む、請求項１ないし８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
前記液滴内に含まれるモノマの重合を起こさせるステップをさらに含む、請求項１ないし９のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】
開始剤を光学的にトリガして重合を起こさせるステップをさらに含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記開始剤が前記液滴内に含まれる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
流体中に懸濁する少なくとも１つの液滴を保持するための試料空間と、
前記液滴に入射する複数の光トラップを発生させるように構成されたトラップ発生器と、
前記光トラップを操作して前記液滴を変形させるように構成されたコントローラと、を含む液滴変形装置。
【請求項１４】
２つ以上の側面から前記液滴を観察するように配置された撮像装置をさらに含む、
請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
前記液滴がエマルジョンの一部として周囲の液体中に懸濁する、請求項１３または１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記エマルジョンが、前記液滴と前記周囲の液体との間の表面張力を低下させるように界面活性剤を含む、請求項１５に記載の装置。
【請求項１７】
前記エマルジョンがモノマおよび開始剤を含む、請求項１５または１６に記載の装置。
【請求項１８】
前記開始剤が光開始剤である、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
前記液滴を照明し、かつ前記液滴の重合を起こさせるように構成されたトリガ発生器をさらに含む、請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記トリガ発生器が、
光開始剤を活性化させるのに適した光を発生するレーザと、
前記レーザ光を前記液滴に向けるように構成された光学部品と、を含む、請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
開始剤とモノマを含む液滴とを含むエマルジョンから成形ポリマ粒子を製造する方法であって、
前記液滴に向けられる複数の光トラップを発生させるステップと、
前記光トラップを移動させて前記液滴の形状を変形させるステップと、
前記液滴の重合を開始するステップと、を含む方法。
【請求項２２】
前記開始剤が光開始剤である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記液滴全体を同時に照射することによって重合が開始される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記エマルジョンがモノマのスチレンおよび開始剤のジベンジルケトンを含む、請求項２１ないし２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記エマルジョンがモノマのメチルメタクリエートおよび開始剤の２，２′‐アゾビス（イソブチロニトリル）を含む、請求項２１ないし２３に記載の方法。
【請求項２６】
前記開始剤が２，２′‐アゾビス（２‐アミジノプロパン）である、請求項２１ないし２３に記載の方法。
【請求項２７】
少なくとも１つの可変形状の光トラップを発生させるステップと、
前記少なくとも１つの可変形状の光トラップを液滴に向けさせるステップと、
前記光トラップの形状を調整して前記液滴を変形させるステップと、を含む、液滴を変形する方法。
【請求項２８】
前記可変形状の光トラップが複数のビームを用いて形成される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記可変形状の光トラップが前記液滴内に入射する、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記液滴を凝固させるステップをさらに含む、請求項２７ないし２９のいずれかに記載の方法。
【請求項３１】
第２流体中に懸濁する第１流体の液滴を、前記液滴と前記周囲の第２流体との間の界面張力を低下させるように界面活性剤と共に用意するステップと、
前記液滴に複数の光トラップを形成するステップと、
前記光トラップを操作して前記液滴の形状を変形させるステップと、を含む、成形液滴を形成する方法。
【請求項３２】
前記液滴と前記周囲の流体との間の界面張力が１×１０-4Ｎｍ-1未満である、請求項１ないし３１のいずれかに記載の方法または装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴、例えばエマルジョン中の微小液滴を変形するための方法および装置に関し、かつ対応する形状の粒子を形成するための方法および装置にも関する。
【背景技術】
【０００２】
特定の形状および性質を有する微小粒子および構造が要求される多くの用途が存在する。例えば微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）、表面コーティング、フォトニック導波路等がある。そのような微小粒子の製造は困難かつ高価である。
【０００３】
塗料および食品産業で特に重要なコロイド構造もまた、微小スケール技術を用いて研究される。これらの用途における粒子形態の制御は、粒子および球状液滴に限定されている。
【０００４】
さらに、フォトニクスの分野では、表面コーティングは、光を搬送する構造の特性にしばしば不可欠である。これらのデバイス内の特定の特徴は、製造が非常に難しいことがあり得る。
【０００５】
微小部品を製造する現在の方法は、ＳＵ８プロセスである。これは、成形された物体を形成するために固化されるゲルブロックから開始される。固化／成形プロセスは、レーザ光の照射を含め、多くの方法によって達成することができる。ひとたび照射されると、ゲルは凝固し、照射されない領域は所望の形状を形成するために除去できる。
【０００６】
本発明は、非常に小さいスケールまたは微視的な粒子およびデバイスを製造する改善された方法を提供しようと努めるものである。
【０００７】
本発明はまた、多種多様な用途に有用な液滴を変形させる方法をも提供する。
【発明の開示】
【０００８】
したがって、本発明は、液滴に向けられた１つまたはそれ以上の光トラップの形状および／または位置を変化させることによって、液滴を成形する方法を提供する。特に、液滴に集束する複数の光トラップを生成すること、および光トラップを操作して液滴の形状を変化させることを含む、液滴の成形方法を提供する。光トラップは、液滴の形状を変化させるために、制御された方向に平行移動する。
【０００９】
代替的に、または上記の方法と組み合わせて、次の方法によって、すなわち、少なくとも１つの可変形状の光トラップを生成し、少なくとも１つの可変形状の光トラップを液滴に方向付け、かつ光トラップの幾何形状を調整して液滴を変形させることによって、液滴を変形させることができる。
【００１０】
液滴は一般的に、第２の周囲流体内に直接懸濁する第１流体を含み、またはそれにより形成される。第１および第２流体はしたがって一般的に混合することができず、水中油型エマルジョンのようなエマルジョン系の少なくとも一部を形成することができる。しかし、他の系を使用することもできる。例えば、該方法は、周囲媒質中に懸濁するゲルまたは他の柔軟性のある材料のビードのようなビードの形状を変化させるために使用することができる。
【００１１】
液滴と液滴の周囲の流体との間の表面張力を低下するために、例えば上記のエマルジョン系に含めることによって、界面活性剤を添加または使用することができる。光トラップ力は一般的に約１０-5から１０-6Ｎｍ-1であるので、液滴と周囲の流体との間の界面張力は約１０-4Ｎｍ-1未満になるように調整することが好ましく、約１０-5Ｎｍ-1より低くすることがさらに好ましい。典型的な油水界面張力は、界面活性剤を使用しなければ、約０．０５Ｎｍ-1である。
【００１２】
光トラップは、液滴内に入射するように集束することができる。しかし、光トラップが液滴に隣接する周囲媒質中で液滴の外側に入射する場合でも、それによって隣接する媒質に対して力を及ぼして、液滴の形状を変化させ、液滴を成形することができる。
【００１３】
したがって、本発明はまた、第２流体内に懸濁する第１流体の液滴を、液滴と周囲の第２流体との間の界面の表面張力を低下させるように作用する界面活性剤と共に提供し、液滴に複数の光トラップ（または１つ以上の可変形状トラップ）を形成し、かつ光トラップを移動させて（またはトラップ形状を変化させて）液滴を変形させることを含む、成形液滴を形成する方法をも提供する。
【００１４】
本発明はまた、流体中に懸濁する少なくとも１つの液滴を保持するための試料空間と、液滴に向けられた複数の光トラップを生成するように構成されたトラップ発生器と、液滴の形状を変化させるために光トラップを操作するように構成されたコントローラとを含む、液滴（またはビード）変形装置をも提供する。
【００１５】
該装置はさらに、少なくとも２つの側面から液滴を撮像するための少なくとも２つのカメラを含むことができる。これらの側面は直角に、または液滴の３次元形状を示す画像が得られるようにいずれかの他のやり方で、配置することができる。
【００１６】
本発明はまた、モノマを含む液滴に向けられた複数の光トラップを生成し、光トラップを平行移動させて液滴を成形し、かつ液滴の重合を開始させることを含む、光ピンセットによって成形されたポリマ粒子を作成するする方法をも提供する。
【００１７】
液滴は、開始剤をも含むエマルジョン中に懸濁することができる。開始剤は光開始剤とすることができる。
【００１８】
本発明の実施形態について以下で、単なる実施例として添付の図面を参照しながら説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は、光トラップを生成するための典型的なシステム１００を示す。システム１００は、トラップ光学系１２０に高強度ビーム１１５を供給するレーザ１１０を含む。トラップ光学系は、必要な場合、ビームを複数のビームに変換し、光トラップを生成するのに適したやり方でビームを処理する。一般的に複数のビームへの変換は、光を必要な数のビームに時間的に分割する、音響光学偏向器（ＡＯＤ）を用いて実行される。トラップ光学系から出力する単数または複数のビームは次いでビーム分割器１３０を通過し、顕微鏡対物レンズまたは他の高ＮＡレンズ１４０によって集束される。各ビームのトラップ領域が試料ステージの頂面付近に形成されるように、ビームの焦点面に試料ステージ１５０が設けられる。試料１４５はステージ１５０上に配置される。ランプ１６０は観察のために試料を照明する。
【００２０】
任意選択的に、カメラ（１７０）および撮像システム（既述の光学系の一部を含むことができる）を使用して、トラップの位置を調整するためにトラップコントロール（１８０）にフィードバックを提供することができる。
【００２１】
特に、レーザは１０６４ｎｍで動作するＮｄ：ＹＡＧであり、赤外で動作するレーザが一般的に使用されるが、他の波長を使用してもよい。他の波長の有効性は、光トラップに拘束される対象の光学特性に依存する。トラップ光学系からのビーム出力パワーは約３０ｍＷである。顕微鏡対物レンズは、１．２の開口数および６３倍の倍率を有する。
【００２２】
しかし、当業熟練者には理解される通り、上記の方法および装置は例示としてのものである。複数のビームを生成するための技術は他にも多数存在する。レーザおよび顕微鏡の特性もまた例示であって、異なる装置を使用することができる。
【００２３】
光トラップを形成する技術は、Guildfordらの「Creating Multiple Time‐Shared Laser Traps with Simultaneous Displacement Detection Using Digital Signal Processing Hardware」（Analytical Biochemistry 326、153(2004））に詳述されている。
【００２４】
図２ａは、図２の構成を用いて生成された複数のトラップを、試料１４５に向けることのできる１つの方法を概略的に示す。該図は、顕微鏡対物レンズ１４０と、試料に入射する３つのビームを示す。ビームのエッジ（１／ｅ2の強度レベルと思われる）は直線で表わされる。ビーム１は線２０１で表わされ、ビーム２は線２０２で表わされ、ビーム３は線２０３で表わされる。言うまでもなく、該図の概略的表現に反して、ビームのウエスト部の直径は、図２ｂに表わされるように有限である。一般的にビームウエストおよび光トラップは０．２〜１０μｍ程度である。図２ａの略図は、どのように複数のビームが単一の対物レンズを通して構成され、かつビームウエストおよびしたがって光トラップ２１０が試料面に提供されるかを示す。
【００２５】
一般的に、光トラップは直径が約１０μｍ以下の粒子を操作するために使用されるが、粒子はときにはこれより大きいかもしれない。粒子を操作する光トラップは往々にして光ピンセットと呼ばれる。
【００２６】
光ピンセットは、特殊エマルジョン系で、そのエマルジョン系内の液滴の形状を変形するために使用することもできる。
【００２７】
図１の試料１４５は、エマルジョンの浅い浴から構成することができる。これは試料ステージ１５０上に配置される。一般的に、エマルジョン系は塩化ナトリウム溶液中に懸濁するヘプタン液滴（一般的に０．０５Ｍ）から構成される。浴は、深さ１００μｍのエマルジョン浴を含むことができる。
【００２８】
通常、油と水との間の界面張力は、光ピンセットによって提供される力の約１０００倍の大きさである。しかし、２つの種の間の表面張力は、界面活性剤をエマルジョンに添加することによって低下させることができる。例えば、ＮａＣｌ塩の存在下で約２０〜２３℃で超低界面張力（＜３×１０-6Ｎｍ-1）の領域が明らかになっている、界面活性剤エーロゾルＯＴを使用することができる。
【００２９】
図３は、試料１４５の記載した溶液中に懸濁する油滴に入射する２つの光トラップを示す。図３ａで、２つの光トラップは液滴内の同一位置に向けられ、その位置で液滴を捕獲する。図３ｂで、２つのトラップは反対方向に移動している。しかし、それらは依然として近接して位置するのでトラップは重なっており、液滴の変形はほとんど生じない。図３ｃに進むと、２つのトラップは液滴の別々の領域に入射し、液滴の形状を変形し始める。図３ｄでは、トラップは液滴のエッジにあり、液滴を伸張させる力をもたらし、結果的に液滴は細長く引き伸ばされた形状を有する。
【００３０】
液滴に入射する光トラップの数を増やすことによって、液滴の形状の複雑度を高めることができる。図４は、三角形の液滴を生成するように３つの光トラップを用いて伸張された液滴を示す。図３に関連して上述した通り、液滴は、光トラップを相互に離すように移動させることによって伸張される。正三角形の液滴を生成するには、トラップの移動の方向は１２０度離す。トラップは単一平面内で移動し始める。図４ａおよび４ｂは、光トラップ１２０の最終位置を示す。具体的に、光トラップは三角形の各頂点付近に位置する（図４ｂ）。図４ｃは、上述した方法によって生成された三角形の液滴の写真６１０を示す。開始液滴の直径は約５μｍであるが、２ないし１０μｍの範囲の液滴の変形も実証されている。変形された液滴の体積は、元の液滴の体積と比較して変化しない。図４ｃで、表面張力が三角形の辺をわずかに湾曲させていることも見て取れる。
【００３１】
上記の方法を４つの光トラップに延長して、正方形、台形、またはひし形の液滴を生成することができる。図５は、単一平面７００内で４つのトラップ１２０によって生成された正方形の液滴を示す。図５ｃは、生成された５μｍ四方の液滴の写真７１０を示す。
【００３２】
上記の方法は、より多くのトラップの使用により、さらにいっそう細かくかつ複雑な形状を生成するように延長することができる。しかし、形状の複雑度が高くなるにつれて、エマルジョンの超低表面張力要件に対する要求が高まる。
【００３３】
図４ｃおよび５ｃに示す液滴は、光トラップを単一平面相で移動させることによって変形される。それにもかかわらず、液滴は３次元物体であり、技術をさらに延長して、３次元で変形された液滴を生成すること、例えば４面体または立方体を生成することができる。技術のこの延長は、光トラップが単一平面から外の方向に力を加えることを必要とする。例えば図６は、４面体の液滴を生成する光トラップの位置を示す。液滴を４面体に変形する場合と、上述した２次元形状に変形する場合の主な相違は、液滴形状の変形に深さをもたらすために第２平面内に光トラップを生成する必要性である。
【００３４】
３次元変形に適した装置は、図１に関連して説明したものと同様とすることができる。加えて、レーザビームは２つの別個のビームに分割することができる。第１ビームは、上述の通り、第１平面内にトラップを生成するために、標準トラップ光学系１２０およびＡＯＤに向けることができる。図６は、２つの平面Ｚ＝０およびＺ＝１内に位置するトラップを示す。第１平面８１０内のトラップは、図４のトラップと同一であり、ｘ，ｙ方向に（すなわち平面内で）移動して液滴の底面を変形させることができる。第２ビームはトラップ８２０を形成し、その位置はｘ、ｙ試料面から外に出てｚ方向に制御される。ｚ方向の液滴の伸張は、第２ビームによって生成される光トラップの位置の平行移動によって達成される。ｚ方向のこの平行移動は、光学系の最終ビーム拡大レンズの位置を平行移動させることによって達成することができる。ビームおよびしたがって光トラップの焦点は約４〜１０μｍの移動を必要とするので、限定された量の移動が要求される。図６に示す通り、３次元空間内のトラップの最終配置は、３つのトラップの底面の上の固定された頂点となる。図６ａおよび６ｂは、第１平面（Ｚ＝０）内の３つのトラップおよび第２平面内の単一のトラップ（Ｚ＝１）により生成される４面体を示す。
【００３５】
明らかに、該技術は、複数の異なる平面内に配置されたより多数の光トラップを使用することによって、多くの異なる形状の液滴を生成するように延長することができる。
【００３６】
図１に示した装置は、液滴を上からしか見ることができない。この観察面に直交する液滴の変形は、見ることが難しい。図７の装置では、追加のレンズ８４０およびカメラ８５０が設けられる。レンズ８４０は、作動距離の長い顕微鏡対物レンズである。この場合、２０倍の倍率を使用する。レンズ８４０は試料の面内に位置し、液滴によって偏向した光を捕集する。液滴によって捕集された光は次いで、液滴の側面図を提供するカメラ８５０を用いて観察することができる。この余分の観察方向は、液滴を３次元で変形するときに望ましい。
【００３７】
液滴を変形する上記の方法は、２つ、３つ、または４つの頂点を有する液滴の形成に限定されず、多くの異なる平面内で任意の個数の光トラップを使用して、多種多様な形状の液滴を生成するように延長することができる。
【００３８】
上記の実施形態では、Ｚ＝０の平面内の光トラップは、試料面に垂直に入射する。しかし、該方法はそのような構成に限定されない。Ｚ＝０、Ｚ＝１、またはいずれかの他の平面等のトラップは、他の方向から試料に入射するかもしれない。
【００３９】
上述したエマルジョン界面活性剤系は例証であって、油および水溶液に限らず、他のエマルジョン界面活性剤系を使用することができる。例えばゲル液滴を液中で捕獲することができる。
【００４０】
さらに、上記の実施形態では、光トラップは液滴内に入射するが、エマルジョン系を変えることによって、光トラップは液滴のすぐ外側の溶液に入射し、液滴を外側から圧搾することもできる。
【００４１】
上記の実施形態の変形例では、回折光学素子（ＤＯＥ）、空間光変調器（ＳＬＭ）、または他の技術を用いて複数の光トラップを生成することができる。そのような装置は一般的にアドレス指定可能なホログラフィック素子を使用し、回折を利用して１つのレーザビームを複数のビームに分割する。これらの技術は、上記の実施形態で記載した通り、ＡＯＤを用いて時間的にというよりむしろ空間的に光を分割する。ＤＯＥは、複数のトラップを形成させて迅速かつ容易に移動させることを可能にするビデオレートで、アドレス指定可能である。この技術は時々、動的ホログラフィック光ピンセットとして知られ、さらなる情報は、「Optical tweezer arrays and optical substrates created with diffractive optical elements」(E.R.DufresneおよびD.G.Grier、Rev.Sci.Instr.69、1974-1977(1998)）に見ることができる。
【００４２】
さらなる変形例では、回折光学素子または他の技術を使用して複数のビームを発生させて、制御可能な形状の単一の光トラップを生成する。別個のビームを操作して、トラップの形状およびしたがってトラップ内に保持される液滴の形状を変化させる。言うまでもなく、本書に記載するいずれかの技術の組合せを使用することもできる。
【００４３】
上記の液滴の変形技術は、例えば液滴中のモノマの制御可能な重合プロセスを使用することによって、一連の形状の粒子を生成するように延長することができる。相溶性の開始剤をエマルジョン処方に含めることもできる。
【００４４】
再び、エマルジョン系はヘプタン、エーロゾルＯＴ、および塩化ナトリウム溶液を使用することができる。この系にモノマおよび開始剤を添加する。適切なモノマは、ジベンジルケトン（ＤＢＫ）を使用することによって開始されるスチレンである。代替的モノマとして、２，２′‐アゾビス（２‐イソブチロニトリル）（ＡＩＢＮ）を使用して開始されるメチルメタクリエートがある。これらの開始剤は油溶性であり、したがって液滴中に存在する。代替的に、２，２′‐アゾビス（２‐アミジノプロパン）のような水溶性開始剤を使用することができる。しかし、これは液滴の外に存在し、液滴内に位置する開始剤より効果が劣る傾向がある。
【００４５】
上記の開始剤は、特定の波長の光の作用によって活性化する（光開始剤）。ＤＢＫおよびＡＢＡＰの場合、重合プロセスを開始するために３１３ｎｍの波長が使用される。ＡＩＢＰの場合、３６６ｎｍの波長が使用される。一般的に、３００〜３７０ｎｍの範囲のＵＶ波長が、重合を開始させるために、光開始剤と共に使用される。
【００４６】
使用することのできる別のポリマ開始剤系として、アクリレート系システム（例えばイソボルニルアクリレートおよびジペンタエリスリトールペンタアクリレート）があり、そのための光開始剤は２‐ベンジル‐２‐ジメチルアミノ‐１‐（４‐モルフォリノフェリル）‐ブタン‐１‐オンである。
【００４７】
代替的に、熱、放射線、超音波、または他の手段によって活性化される開始剤を使用することができる。
【００４８】
上記の変形した液滴の重合は、液滴の形状の喪失を回避するために速やかに発生することが好ましい。使用する処方によっては、液滴表面の界面張力は重合中に著しく高まることがある。したがって、重合プロセスがゆっくりと行なわれる場合、レーザトラップ力と界面張力との間のバランスは結果的に、液滴を球形に戻そうとするかもしれない。この問題もまた、できるだけ長く低界面張力が維持されるように、表面より前に液滴のコア内で重合を引き起こすことによって克服することができる。
【００４９】
図１に示す、液滴を成形するための装置は、光開始剤を活性化し、重合プロセスを開始させるための手段を含むように変更することができる。変更した装置の実施例を図８に示す。該装置は、以下の追加を除くと、図１に記載したものと実質的に同様である。余分のビームスプリッタ９０１および開始光源９０２が追加されている。ビームスプリッタ９０１は対物レンズ９０３の前に、光トラップ発生レーザビーム内に配置される。開始光源は、ビームスプリッタ９０１に入射しかつそれによって対物レンズを通過するように偏向される、光のビームを提供する。
【００５０】
対物レンズは、開始光源からの光を液滴に集束させる。重合が液滴全体で同時に開始することを確実にするために、液滴全体を一度に照明させることができる。したがって、液滴に入射する、集束された開始ビームのサイズは、トラップのサイズより大きくしなければならない。
【００５１】
重合中に、液滴内部の力は、光トラップから液滴を噴出させるのに充分な大きさになることがある。これは、トラップビームの強度を高めることによって克服することができる。
【００５２】
エマルジョンおよびマイクロエマルジョンをモノマと共に使用して重合を促進することに関するさらなる情報は、「Micro‐emulsion polymerisation of methyl methacrylate photoinitiated by symmetrical azocompounds of different hydrophobicity」(Encinasら、Langmuir 14(20)、5691‐5694、1998）に記載されている。
【００５３】
言うまでもなく、生成することのできる形状は、上述したものに限定されず、任意の個数の光トラップを用いて形成することのできる任意の形状である。医療分野で特に有用な装置は、超極細の針であるかもしれない。これは、細胞をプローブするために使用することができる。そのような装置は、図３に記載した２つのトラップを使用して形成することができる。図１０に示すようにトラップをどんどん離すように移動させることにより、ダンベルの形状を達成することができる。重合後に、本体を真ん中で開裂して、極細の針を提供することができる。同様に、細胞の顕微分析用の多数の他のツール、およびコロイドを操作または凝集させるためのツールをも作成することができる。
【００５４】
記載した技術を使用して、単一の液滴を２つまたはそれ以上のより小さい液滴に分離し、または単一のより大きい液滴から複数の派生液滴を引き出すことが可能であることを実験で実証した。これらの液滴は、液滴流体の細い糸で接続されたままである。本発明は、約１ないし２０μｍの長さおよび約１〜１０００μｍの直径の糸を実証した。液滴流体は糸に沿ってまたは糸内を流動し、液滴間の流体を変形させることができる。糸流体の重合を実行して、針およびプローブ先端のような超極細構造を形成することができる。液滴の変形の他の用途は、マイクロ流体の分野で、例えばマイクロ流体装置内部の流体だけがアクセスすることのできる位置に固体成形弁構造をその場で形成する際に、および流体流動のためのラボオンチップの分野に見出される。
【００５５】
液滴の凝固は上記の重合技術に限定されず、熱、開始剤、または両方の作用によって液滴を凝固させることのできる液体滴を使用することができる。代替的に、液体は急速冷凍によって凝固させることができる。
【００５６】
記載した実施形態の他の変形例は、当業熟練者には明白であろう。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】図１は、先行技術の光ピンセット生成および標本監視システムを表わす略図である。
【図２ａ】図２ａは、複数の光トラップを標本内に向ける先行技術を表わす略図である。
【図２ｂ】図２ｂは、図２の光トラップのビームウエストの形状を示す。
【図３】図３は、２つの光トラップを使用して行なう液滴の伸張を示す。
【図４】図４は、３つの光トラップを使用して行なう液滴の三角形への変形を示す。
【図５】図５は、４つの光トラップを使用して行なう液滴の正方形への変形を示す。
【図６】図６は、液滴を３次元で変形して４面体を生成するために、４つの光トラップをいかに使用するかを示す。
【図７】図７は、成形された液滴を観察するための装置を側面図で示す。
【図８】図８は、光開始剤手段を含むように変更された光ピンセットシステムを示す。
【図９】図９は、２つの光トラップを用いて形成された針構造を示す。
【図１】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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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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【図９】
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【国際調査報告】
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