(57)【要約】【課題】  静電気力を利用して微小な液滴を簡便にかつ定量性にすぐれた方法で電極に供給することができる装置及び方法を提供すること。【解決手段】  本発明に係る液滴供給装置は、静電気発生電極と、前記静電気発生電極上に設けられた電気絶縁疎水性の液滴搬送部とを備え、前記液滴搬送部が不活性溶液を収容可能であり、前記電極に少なくとも正及び負の電圧を、所定のサイクル時間で電圧が移動するように印加して電圧の移動方向に静電気力を発生させるように構成された液滴静電搬送装置に液滴を供給する液滴供給装置であって、液滴として供給すべき溶液を収容し、前記液滴搬送部における不活性溶液中に液滴を供給し得る供給口を備え、供給すべき液滴を接地又はマイナスに帯電させる液滴供給手段を有し、供給口の接地又はマイナスによって帯電された溶液が液滴静電搬送装置における静電気力の影響を受けて供給口から離れて液滴となるのに十分な量の溶液を前記液滴供給手段から供給するように構成したことを特徴とする。【選択図】  図１８
2006346583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電気発生電極と、
前記静電気発生電極上に設けられた電気絶縁疎水性の液滴搬送部と
を備え、
前記液滴搬送部が不活性溶液を収容可能であり、
前記電極に少なくとも正及び負の電圧を、所定のサイクル時間で電圧が移動するように印加して電圧の移動方向に静電気力を発生させるように構成された
液滴静電搬送装置に液滴を供給する液滴供給装置であって、
液滴として供給すべき溶液を収容し、前記液滴搬送部における不活性溶液中に液滴を供給し得る供給口を備え、供給すべき液滴を接地又はマイナスに帯電させる液滴供給手段を有し、
供給口の接地又はマイナスによって帯電された溶液が液滴静電搬送装置における静電気力の影響を受けて供給口から離れて液滴となるのに十分な量の溶液を前記液滴供給手段から供給するように構成した
ことを特徴とする液滴供給装置。
【請求項２】
静電気発生電極と、
前記静電気発生電極上に設けられた電気絶縁疎水性の液滴搬送部と
を備え、
前記液滴搬送部が不活性溶液を収容可能であり、
前記電極に少なくとも正及び負の電圧を、所定のサイクル時間で電圧が移動するように印加して電圧の移動方向に静電気力を発生させるように構成された
液滴静電搬送装置に液滴を供給する液滴供給方法であって、
液滴として供給すべき溶液を収容し、前記液滴搬送部における不活性溶液中に液滴を供給し得る供給口を備え、供給すべき液滴を接地又はマイナスに帯電させる液滴供給手段によって、供給口の接地又はマイナスによって帯電された溶液が液滴静電搬送装置における静電気力の影響を受けて供給口から離れて液滴となるのに十分な量の溶液を供給する
ことを特徴とする液滴供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静電気力を利用して微小液滴を生成して供給する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
生物学や医学の見地からタンパク質の構造や機能を知るためにタンパク質の構造解析の研究が盛んに行われている。
タンパク質の三次元構造を解析するための最も一般的な手法はＸ線構造解析法であるが、そのためには、タンパク質の良質な単結晶が必要になる。
このためタンパク質の構造解析のためには、タンパク質の結晶化が不可欠である。タンパク質の結晶は、タンパク質の結晶化のために必要な試薬とタンパク質溶液とを適当な濃度で混合し、混合した溶液を適用な環境下に置くことで析出して成長する。しかしながら、結晶化条件が確認できているタンパク質は非常に少なく、このため、結晶化条件が確認できていないタンパク質の場合には、試薬の種類、試薬濃度及び温度条件等を試行錯誤的に変化させ、数千種類を超える結晶化条件をスクリーニングすることにより、タンパク質の結晶化条件を確認する必要がある。そのため、試薬やタンパク質を微少量で分注する装置の開発が急務となっている。
この出願の発明者は、既に、静電気による微小液滴生成法を、ＷＯ２００２−０６８１０４（特許文献１）を提案している。
【０００３】
【特許文献１】ＷＯ２００２−０６８１０４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した特許文献において発明者が提案した微小液滴生成方法は、チップの内部にマイクロチャネルを形成し、このマイクロチャネルを用いて液滴を発生させる方法であり、シリンジ等のディスペンサーから直接電極上へ液滴を供給する方法については何も言及してない。
発明者等は、上記した微小液滴生成方法の提案後も、タンパク質の結晶化について鋭意研究を重ね、静電気力を利用して液滴を供給する方法及び装置を発明するに至った。
本発明の目的は、静電気力を利用して微小な液滴を簡便にかつ定量性にすぐれた方法で電極に供給することができる装置及び方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために、本発明に係る液滴供給装置は、静電気発生電極と、前記静電気発生電極上に設けられた電気絶縁疎水性の液滴搬送部とを備え、前記液滴搬送部が不活性溶液を収容可能であり、前記電極に少なくとも正及び負の電圧を、所定のサイクル時間で電圧が移動するように印加して電圧の移動方向に静電気力を発生させるように構成された液滴静電搬送装置に液滴を供給する液滴供給装置であって、液滴として供給すべき溶液を収容し、前記液滴搬送部における不活性溶液中に液滴を供給し得る供給口を備え、供給すべき液滴を接地又はマイナスに帯電させる液滴供給手段を有し、供給口の接地又はマイナスによって帯電された溶液が液滴静電搬送装置における静電気力の影響を受けて供給口から離れて液滴となるのに十分な量の溶液を前記液滴供給手段から供給するように構成したことを特徴とする。
また、本発明に係る液滴供給方法は、静電気発生電極と、前記静電気発生電極上に設けられた電気絶縁疎水性の液滴搬送部とを備え、前記液滴搬送部が不活性溶液を収容可能であり、前記電極に少なくとも正及び負の電圧を、所定のサイクル時間で電圧が移動するように印加して電圧の移動方向に静電気力を発生させるように構成された液滴静電搬送装置に液滴を供給する液滴供給方法であって、液滴として供給すべき溶液を収容し、前記液滴搬送部における不活性溶液中に液滴を供給し得る供給口を備え、供給すべき液滴を接地又はマイナスに帯電させる液滴供給手段によって、供給口の接地又はマイナスによって帯電された溶液が液滴静電搬送装置における静電気力の影響を受けて供給口から離れて液滴となるのに十分な量の溶液を供給することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る液滴供給装置は、静電気発生電極と、前記静電気発生電極上に設けられた電気絶縁疎水性の液滴搬送部とを備え、前記液滴搬送部が不活性溶液を収容可能であり、前記電極に少なくとも正及び負の電圧を、所定のサイクル時間で電圧が移動するように印加して電圧の移動方向に静電気力を発生させるように構成された液滴静電搬送装置に液滴を供給する液滴供給装置であって、液滴として供給すべき溶液を収容し、前記液滴搬送部における不活性溶液中に液滴を供給し得る供給口を備え、供給すべき液滴を接地又はマイナスに帯電させる液滴供給手段を有し、供給口の接地又はマイナスによって帯電された溶液が液滴静電搬送装置における静電気力の影響を受けて供給口から離れて液滴となるのに十分な量の溶液を前記液滴供給手段から供給するように構成されているので、液滴静電搬送装置に外部から微小な液滴を供給することが可能になる。
このように外部から微小な液滴を供給することを可能にすることにより、液滴静電搬送装置内に、マイクロチャネル等を形成する必要がなくなり、単に、液滴静電搬送装置上に液滴供給装置を配置するだけで微小液滴の供給が可能になるので、液滴静電搬送装置の構造を簡単化することが可能になり、より、安価に、かつ、簡単に、タンパク質の結晶化のスクリーニングを行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、添付図面に示した一実施例を参照して、本発明に係る液滴供給装置及び方法の実施の形態を説明していく。
【０００８】
図１は、本発明に係る液滴供給装置及び方法を適用した静電搬送によるタンパク質結晶化処理装置（以下、単に結晶化前処理装置と称する。）の第一実施例の概略ブロック図である。
図面に示すように、このタンパク質結晶化処理装置は、
試薬及びタンパク質溶液の液体微粒子を供給する液体微粒子供給部１、
液体微粒子供給部１から供給された試薬及びタンパク質溶液を混合して保管プレート上に保持する溶液処理部１０と、
サンプル微粒子が保持された保管プレートを保管する保管部２０と、
前記保管部２０に保管された保管プレート上のサンプル微粒子におけるタンパク質の結晶化成長を定期的に監視する結晶化成長監視部３０と、
保管プレートを溶液処理部１０から保管部２０へ移送すると共に、必要に応じて、保管部２０から結晶化成長監視部３０へ、また、結晶化成長監視部３０から保管部２０へ保管プレートを移送する移送手段４０と
を有する。
【０００９】
（溶液処理部の説明）
始めに、溶液処理部１０について説明する。
図２は溶液処理部１０の回路構成を示す概略図であり、図３は溶液処理部１０の図２におけるＡ−Ａ断面に相当する概略断面図である。
溶液処理部１０は、基板１１上に複数の静電気発生用の電極線を配置した回路部１３と、回路部１３に着脱可能に構成された液滴搬送部１５とを有する。
前記回路部１１は、図２に示すように、
１８本の電極線を同芯状に９０度の扇型に配置した第１電極郡１３ａと、
第１電極郡１３ａにおける中心に位置する電極線と平行に配置された２６本の電極線から成る第２電極郡１３ｂと、
第２電極郡１３ｂに隣接するように配置され、第２電極郡１３ｂの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された５本の電極線から成る第３電極郡１３ｃと、
第３電極郡１３ｃに隣接するように配置され、第３電極郡１３ｃの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された２６本の電極線から成る第４電極郡１３ｄと、
第４電極郡１３ｄに隣接するように配置され、第４電極郡１３ｄの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された５本の電極線から成る第５電極郡１３ｅと、
第５電極郡１３ｅに隣接するように配置され、第５電極郡１３ｅの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された２６本の電極線から成る第６電極郡１３ｆと、
第６電極郡１３ｆに隣接するように配置され、第６電極郡１３ｆの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された５本の電極線から成る第７電極郡１３ｇと、
第７電極郡１３ｇに隣接するように配置され、第７電極郡１３ｇの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された２６本の電極線から成る第８電極郡１３ｈと、
第８電極郡１３ｈに隣接するように配置され、第８電極郡１３ｈの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された５本の電極線から成る第９電極郡１３ｉと、
第９電極郡１３ｉに隣接するように配置され、第９電極郡１３ｉの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された２６本の電極線から成る第１０電極郡１３ｊと、
第１０電極郡１３ｊに隣接するように配置され、第１０電極郡１３ｊの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された５本の電極線から成る第１１電極郡１３ｋと
を有する。
溶液処理部１０は、各電極郡１３ａ〜１３ｋの電極線の電圧を制御する一つ又は複数の制御装置（図示せず）を有する。
液滴搬送部１５は、図３に示すように、電気絶縁性材料から成る基部１６を備えている。この基部１６は、回路部１３に着脱可能に構成された下側部分１６ａと、化学的に不活性な溶液（例えば、油）を収容する上側部分１６ｂとから成る。尚、図３は液滴搬送部１５が回路部１３に取り付けられている状態を、図４は液滴搬送部を回路部１３から取り外した状態を各々示している。
上側部分１６ｂの内部の底面には親水性膜１７が形成されており、この親水性膜７の上面にはさらに疎水性膜８が形成されている。
前記疎水性膜８における第４電極郡１３ｄ、第６電極郡１３ｆ、第８電極郡１３ｈ及び第１０電極郡１３ｊに対応する位置には、複数の親水化スポット１９が形成されている。
これらの親水化スポット１９は、例えば、親水性膜１７上に疎水性膜１８を堆積させる前に、予めレジストを所定のパターンで形成しておき、疎水性膜１８を堆積させた後に、レジスト部分を除去して親水性膜１７を部分的に露出させることにより形成される。
また、基部１６の上側部分１６ｂの上壁における第１電極郡１３ａに対応する位置には、液体微粒子供給部１からの液体微粒子を導入するための開口１６ｃが必要数設けられている（この実施例では２つ）。
図５は、回路部１３の電極郡と、液滴搬送部１５の親水化スポット１９及び開口１６ｃとの位置関係を示す図である。
上記したように構成された液滴搬送部１５は、サンプル液滴の生成時には回路部１３に取り付けて使用され、必要数のサンプル液滴が生成保持された後は、回路部１３から取り外されて、保管プレートとして使用される。
【００１０】
ここで、上記したように複数の電極線に電圧を印加して液滴を移動させる原理について説明する。
始めに、同方向に並べられた電極線に印加する電圧と液滴の移動との関係について図６を参照しながら説明する。これは、各電極郡内において液滴の移動させる時の原理である。
電極線には、図６（ａ）〜（ｄ）に示すように、適当なサイクル時間で電極線を一本づつ移動するように６相の電圧（＋＋＋―――）が順次印加される。電圧を移動する方向が液滴の進行方向になる（尚、電圧の印加パターンは本実施例に限定されるものではない。）
上記したように、適当なサイクル時間で６相の電圧（＋＋＋―――）が移動している電極線上に液滴が載ると、マイナスに帯電している液滴は、負の電圧が印加されている電極とは反発し、正の電圧が印加されている電極には引き寄せられるため、電圧が移動する方向に移動することになる。そして、電圧を移動を止めると、液滴はその位置で止まる。
各電極郡内においては、上記した原理で液滴は移動する。
次に、異なる方向に並べられた電極線に印加する電圧と液滴の移動との関係を図７（ａ）及び（ｂ）を参照して説明する。これは、電極線の方向が異なる電極郡間で液滴を移動させる原理である。
図７において、電極郡Ａと電極郡Ｂとは、その電極線の方向が異なっている。図７（ａ）においては、電極郡Ａには、６相の電圧（＋＋＋―――）が印加されているが、電極郡Ａ内において電圧の移動がないため液滴は、正の電圧が印加された電極と負の電圧が印加された電圧との間で停止している。
そして、図７（ａ）に示す状態から、図７（ｂ）に示すように、電極郡Ａの全電極線に負の電圧を印加し、電極郡Ｂにおける電極郡Ａと隣接している電極線（全ての電極線でもよい）に正の電圧を印加することにより、マイナスに帯電している液滴は、電極部Ａの電極線とは反発し、電極部Ｂの電極線には引き寄せられるため電極部Ａから電極部Ｂに移り変わる。
電極線の方向が異なる電極部間においては、上記した原理で液滴は移動する。
【００１１】
次に、溶液処理部１０の作用について図８〜図１５を参照して説明する。
尚、図８〜図１５においては、便宜上、正の電圧が印加されている電極線を実線で、負の電圧が印加されている電極を点線で表す。
始めに、液滴搬送部１５における基部１６の上側部分１６ｂの開口１６ｃを介して不活性溶液内の第１電極郡１３ａに対応する位置に、液滴供給部１からタンパク質溶液の液滴ａ１と結晶化のために必要な試薬の液滴ａ２とが供給される（図８）。
この時、第１電極郡１３ａ及び第２電極郡１３ｂの電極線には、前記要領で６相の電圧（＋＋＋―――）が適当なサイクル時間で移動するように順次印加されている。このため、不活性溶液内に供給されたマイナスに帯電している液滴ａ１及びａ２は、前記要領で電圧の移動方向に（すなわち、第１電極郡１３ａの中心に位置する電極線に向けて）移動し（図８の矢印参照）、最終的に第１電極郡１３ａの中心において衝突して合体し、サンプル液滴ａ３となる（図９参照）。
ところで、第２電極郡１３ｂにおける電極線にも６相の電圧（＋＋＋―――）が適当なサイクル時間で移動するように順次印加されているため合体したサンプル液滴ａ３は、第２電極郡１３ｂ上を移動する（図１０参照）。
上記した処理を４回繰り返し、第２電極郡１３ｂ上に、適当な間隔（この間隔は、液滴の供給間隔により調整可能である）で、４つのサンプル液滴ａ３が載ったところで、第２電極郡１３ｂに印加する電圧の移動を止めると、４つのサンプル液滴ａ３が第２電極郡１３ｂ上に電圧により保持される（図１１参照）。
上記した状態で、第２電極郡１３ｂの電極線に印加する電圧を全て負にし、同時に、第３電極郡１３ｃの電極線に印加する電圧を全て正にすると、前述の原理で、第２電極郡１３ｂ上に保持されていたサンプル液滴ａ３が、第３電極郡１３ｃに移り変わる（図１２参照）。
次いで、第３電極郡１３ｂの電極線に４相（＋＋――）の電圧を移動させながら印加することにより、サンプル液滴ａ３を、第３電極郡１３ｂ上で移動させ、第３電極群１３ｄの最後の電極線にサンプル液滴ａ３が到達した後、第３電極群１３ｄの電極線に印加する電圧を負にし、第４電極群１３ｅの電極線に印加する電圧を正にすることで、サンプル液滴ａ３を第３電極群１３ｄから第４電極群１３ｅに移し変える（図１３参照）。
前記の要領で、第４電極郡１３ｄから第５電極郡１３ｅへ、第５電極群１３ｅから第６電極群１３ｆへ、第６電極群１３ｆから第７電極群１３ｇへ、第７電極群１３ｇから第８電極群１３ｈへ、第８電極群１３ｈから第９電極群１３ｉへ、最後に第９電極群１３ｉから第１０電極群１３ｊへ移動させ、サンプル液滴ａ３を第１０電極郡１３ｊの上に到達させる（図１４参照）。
サンプル液滴ａ３を第１０電極郡１３ｊまで移動させたら、次に、第１０電極郡１３ｊにおける電極線に、６相（＋＋＋―――）の電圧を、図面上下方に移動させながら印加する。これにより、第１０電極郡１３ｊ上でサンプル液滴ａ３は図面上下方に移動するが、前述のように液敵搬送部１５における第１０電極郡１３ｊに対応する位置には、３つの親水化スポット１９が形成されているため、サンプル液滴ａ３は、最終的に親水化スポット１９に到達することになる（図１５参照）。親水化スポット１９は、親水性膜が露出しているため、サンプル液滴ａ３は、親水化スポットに到達した時に、露出された親水性膜に接触する。サンプル液滴は、親水性膜に接触すると、その球状形状が崩れるため電極線に印加した電圧の作用ではそれ以上移動しなくなり、結果的に、親水化スポット上で保持される。したがって、一度、親水化スポット上で保持されると電極線に電圧を印加しなくてもサンプル液滴ａ３は移動しない。
図１６は、サンプル液滴が親水化スポットに保持される状態を概念的に示す図である。
以上説明した処理を、必要回数連続して繰り返して親水化スポット上に必要数のサンプル液滴ａ３を保持させた状態を図１７に示す。
前記したように、一度、親水化スポット上で保持されると電極に電圧を印加しなくてもサンプル液滴ａ３は動かないので、この状態で、液滴搬送部１５は、回路部１３から取り外され（図４参照）、保管プレート１５として、移送手段４０により保管部２０へ運ばれる。
尚、上記した実施例では、ある電極群から、その電極群の電極線と電極線の方向が異なる他の電極群へ液滴を移動させる時に、乗せかえ前の電極群の全ての電極線に正の電圧を印加すると共に、乗せかえ後の電極群の全ての電極線に負の電圧を印加しているが、これは本実施例に限定されることなく、乗せかえ前の電極群と乗せかえ後の電極群に逆相の電圧を印加すればよい。
【００１２】
保管部２０は、一つ又は複数の保管プレート１５を、結晶化に適した温度及び湿度で保管するように構成されている。
【００１３】
ここで、上記したように構成された溶液処理部１０に、液滴を供給する液滴供給部１の構成について図１８を参照しながら説明する。
液滴供給部１は、
タンパク質溶液を収容するシリンジ２と、
シリンジ２を駆動するためのモータ３と、
前記モータ３を制御する制御装置４と
を有する。
尚、この実施例では、溶液処理部１０にタンパク質溶液の液滴と試薬の液滴とを供給するため、液滴供給部１は、シリンジ及びモータを２つ備えているが、シリンジ及びモータの構成は同一なので、ここでは、一方のシリンジ及びモータの構成のみを説明する。
シリンジ２の針２ａは、接地若しくは負の電圧が印加されている。また、シリンジ２の針２ａは、液体搬送部１５の上側部分１６ｂの上壁に設けられた開口１６ｃを介して不活性溶液内に挿入され、針先の溶液（タンパク質溶液及び試薬）が、第１電極郡１３ａの移動する電圧の影響を受けるのに十分な距離まで、第１電極郡１３ａに近づけられる。
一方、モータ３は、溶液が自重で滴下されることはないが、第１電極郡１３ａの移動する電圧の影響を受けて針先から離れるのに十分な量のタンパク質溶液及び試薬を供給するようシリンジ２に圧力を加えるように制御装置４で作動される。
この状態において、シリンジ２の針２ａにおける溶液（タンパク質溶液及び試薬）は、接地又はマイナスに帯電しているため、前記要領で第１電極郡１３ａにおける電極線に印加する電圧を移動させると、その電圧の影響を受けて図１９に示すように、針先から離れる。この時、溶液は、自重で滴下するのではなく、第１電極郡における電圧の影響を受けて、シリンジの針先から離れるため、非常に小さい液敵となる。
表１は、印加電圧と生成される液滴の直径との関係を示す表であり、溶液として純粋を用いて、幅１８０μｍの電極線を３００μｍのピッチで配置し、内径が１００μｍの針から０．０７ｍｌ／ｈの量の溶液を供給するようシリンジへの圧力を設定し、前記針へ−１Ｖの電圧を印加すると共に、前記針と電極との間隔と０．５ｍｍとし、電極線へ１Ｈｚの周波数で印加電圧を１５０Ｖ、１８０Ｖ及び２００Ｖに変化させて、生成される液滴の直径を測定した結果である。
【表１】
2006346583.tif 000003
表２は、溶液の種類と生成される液滴の直径との関係を示す表であり、幅１８０μｍの電極線を３００μｍのピッチで配置し、内径が１５０μｍの針から０．０７ｍｌ／ｈの量の溶液を供給するようシリンジへの圧力を設定し、前記針へ−１Ｖの電圧を印加すると共に、前記針と電極との間隔と０．５ｍｍとし、電極線へ１Ｈｚの周波数で２５０Ｖの電圧を印加して、水、タンパク質（リゾチーム）、ＮａＣｌ、酢酸及び酢酸ナトリウムの液滴を生成した結果である。
【表２】
2006346583.tif 000004
【００１４】
最後に、結晶化成長監視部３０の構成について説明する。
移送手段４０は、定期的に保管部２０から保管プレート１５を取り出し、結晶化成長監視部３０に移送する。
結晶化成長監視部３０は、移送手段４０により移送されてきた保管プレート１５のサンプル液滴の結晶化を光学的又は電気的に監視し、その結果を記録及び／又は表示する。
結晶化成長監視部３０としては、様々な構成が考えられるが、ここで、幾つかの例を説明する。
例えば、結晶化成長監視部３０は、光源と光電子増倍管を備え、前記光源により保管プレート上のサンプル液滴に光を照射し、光電子増倍管によりサンプル液滴の屈折率を検出し、検出した屈折率の変化に基づいてサンプル液滴中のタンパク質の結晶化成長度合いを判断し得る。この場合、例えば、検出した屈折率の増加に伴ってサンプル液滴中のタンパク質の結晶化が進んでいると判断することができる。検出結果は、適当な記録装置に記録することができ、また、必要に応じて、ディスプレイ、プリンタ、ランプ及び／又はスピーカー等により視覚的及び／又は聴覚的に、タンパク質の結晶化成長度合いを使用者に表示することができる。
別の例としては、例えば、結晶化成長監視装置３０は、自動焦点合わせ機能を有する光学測定手段を備え、自動焦点合わせ機能により保管プレート上のサンプル液滴中の焦点位置を検出し、焦点位置の検出によりタンパク質の結晶化成長度合いを判断し得る。この場合、例えば、焦点位置が検出できない場合は結晶化成長が進んでいないが、焦点位置が検出できた場合には結晶化成長が進んでいると判断することができる。検出結果は、適当な記録装置に記録することができ、また、必要に応じて、ディスプレイ、プリンタ、ランプ及び／又はスピーカー等により視覚的及び／又は聴覚的に、タンパク質の結晶化成長度合いを使用者に表示することができる。
さらに別の例としては、例えば、結晶化成長監視装置３０は、光源と受光手段を備え、光源により保管プレート上のサンプル液滴に光を照射した後、受光手段で照射した光を受光し、受光手段で受光した光量に基づいて、サンプル液滴の吸光量を検出し、検出した吸光量に基づいてタンパク質の結晶化成長度合いを判断し得る。この場合、例えば、吸光量の増加に伴ってサンプル液滴中のタンパク質の結晶化が進んでいると判断することができる。検出結果は、適当な記録装置に記録することができ、また、必要に応じて、ディスプレイ、プリンタ、ランプ及び／又はスピーカー等により視覚的及び／又は聴覚的に、タンパク質の結晶化成長度合いを使用者に表示することができる。
【００１５】
上記した液滴搬送部１５における基部１６は、電気絶縁性材料から成り、かつ、上述した方法で電圧を印加することにより不活性溶液中の液滴を移動することができる材料であれば任意の材料でよく、例えば、ポリエチレン（PE）、ポリ塩化ビニリデン（PCV）、ポリプロピレン(PP)又はパラフィン等が用いられ得る。
表３は、実験に用いて利用することが可能であった基部１６の材料を示し、図２０は、表３におけるパラフィン以外の材料を用いて液滴を移動させた結果を示すグラフである。
表３及び図２０は、１８０μｍの幅の電極線を、３００μｍのピッチで配置し、不活性溶液として粘度１０ｃｓのシリコン溶液を用いて、印加電圧と周波数とを変化させ、実際にシリコン溶液中で水の液滴を移動させた結果である。
【表３】
2006346583.tif 000005
【００１６】
尚、上記した実施例で説明した親水化スポットのレイアウトは単なる一例であり、親水化スポットのレイアウトは、生成する液滴の数や電極線のレイアウト等に応じて、任意に決められ得る。また、上記した実施例では液滴搬送部に親水化スポットを設けることにより、電極線に電圧を印加することなく生成された液滴を保持することができるという効果を奏するが、これは本実施例に限定されることなく、親水化スポットを形成せずに、電極線に電圧を印加した状態で液滴を保持するように構成してもよい。
また、上記した電極線のレイアウトは単なる一例であり、任意のレイアウトを採用することができる。また、上記した実施例では電極として電極線を用いており、電極線を用いることにより電圧の制御が容易になるという効果はあるが、必要に応じて、電極線にかえてドット型電極を用いてもよい。
液滴搬送部における基部の構造は、本実施例に限定されることなく、回路部に着脱可能な構造であれば任意の構造でよい。また、上記した実施例では、液滴搬送部を回路部に着脱可能にすることによって、回路部を消耗品にすることなく繰り返し利用することができるので消耗品のコストが安価になり、回路部の構造も簡単化することができ、さらに、液滴搬送部を回路部から取り外すことにより、結晶成長の観察が行いやすくなり、さらにまた、基部を透明体で構成すると透過光による結晶観察が可能になるという様々な効果を奏するが、液滴搬送部の構造は本実施例に限定されることなく、必要に応じて回路部に固定してあってよい。
上記した実施例では、シリンジの針に負の電圧を印加し、溶液が自重で滴下されることはないが、電極郡の移動する電圧の影響を受けて針先から離れるのに十分な量のタンパク質溶液及び試薬を供給するようシリンジへの圧力を調整すると共に、電極線の電圧移動に影響を受けるのに十分な距離までシリンジの針と電極群とを接近させることにより液滴を生成供給しており、このように液滴を生成供給することにより、溶液処理部内にマイクロチャネル等を形成することなく微小な液滴を生成供給することが可能になるという効果を奏するが、液滴の生成供給方法は本実施例に限定されることなく、任意の方法で生成供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係るタンパク質の結晶化前処理装置及び方法を適用した静電搬送によるタンパク質結晶化処理装置の第一実施例の概略ブロック図
【図２】溶液処理部１０の回路構成を示す概略図
【図３】溶液処理部１０の図２におけるＡ−Ａ断面に相当する概略断面図
【図４】液体搬送部を回路部から取り外した状態を示す図３に対応する断面図である。
【図５】回路部１３の電極郡と、液滴搬送部１５の親水化スポット１９及び開口１６ｃとの位置関係を示す図
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、同方向に並べられた電極線に印加する電圧と液滴の移動との関係を示す図
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、異なる方向に並べられた電極線に印加する電圧と液滴の移動との関係を示す図
【図８】溶液処理部の作用を示す図
【図９】溶液処理部の作用を示す図
【図１０】溶液処理部の作用を示す図
【図１１】溶液処理部の作用を示す図
【図１２】溶液処理部の作用を示す図
【図１３】溶液処理部の作用を示す図
【図１４】溶液処理部の作用を示す図
【図１５】溶液処理部の作用を示す図
【図１６】サンプル液滴が親水化スポットに保持される状態を概念的に示す図
【図１７】溶液処理部の作用を示す図
【図１８】液滴供給部の構造を示す図
【図１９】液滴供給部の作用を示す図
【図２０】表１におけるパラフィン以外の材料を用いて液滴を移動させた結果を示すグラフ
【符号の説明】
【００１８】
ａ１  タンパク質溶液の液滴
ａ２  結晶化のために必要な試薬の液滴
ａ３  サンプル液滴
１  液滴供給部
２  シリンジ
３  モータ
４  制御装置
１０  溶液処理部
１１  基板
１３  回路部
１３ａ〜１３ｋ  電極郡
１５  液滴搬送部
１６  基部
１６ａ  下側部分
１６ｂ  上側部分
１６ｃ  開口（液滴導入部）
１７  親水性膜
１８  疎水性膜
１９  親水化スポット
２０  保管部
３０  結晶化成長監視部
４０  移送手段
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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