(57)【要約】【課題】誘電泳動を用いた粒子の分離効率を向上する分離装置等を提供する。【解決手段】試料に含有される粒子を分離する分離装置１００は、第一基板１０１と、第一基板１０１に対向するように設けられた第二基板１０２と、第一基板１０１及び第二基板１０２の間に形成され且つ試料が流される流路１０４と、流路１０４内に配置され且つ略直線状の列を形成するように配列された複数の第一ピラー電極３０１及び複数の第二ピラー電極３０２を含むピラー電極列３０４とを備える。ピラー電極列３０４は、流路１０４内の試料の流れ方向Ｄに対して傾斜する方向に延び、第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２の間に印加される交流電圧の周波数は、５０ｋＨｚ以上２０ＭＨｚ以下である。【選択図】図２
2019162570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料に含有される粒子を分離する分離装置であって、
第一基板と、
前記第一基板に対向するように設けられた第二基板と、
前記第一基板及び前記第二基板の間に形成され、前記試料が流される流路と、
前記流路内に配置され、略直線状の列を形成するように配列された複数の第一ピラー電極及び複数の第二ピラー電極を含むピラー電極列とを備え、
前記ピラー電極列は、前記流路内の前記試料の流れ方向に対して傾斜する方向に延び、
前記第一ピラー電極及び前記第二ピラー電極の間に印加される交流電圧の周波数は、５０ｋＨｚ以上２０ＭＨｚ以下である、
分離装置。
【請求項２】
前記第一ピラー電極及び前記第二ピラー電極は、配列方向に交互に配置され、
前記ピラー電極列は、前記流れ方向の下流側の位置に、交流電圧が印加されない第三ピラー電極をさらに含む、
請求項１に記載の分離装置。
【請求項３】
前記流路は、前記試料の流入口と、前記試料の流出口とを有し、
前記流れ方向は、前記流入口から前記流出口に向かう方向である、
請求項１または２に記載の分離装置。
【請求項４】
前記流路は、第一流出口としての前記流出口と、前記ピラー電極列における前記流れ方向の下流側の端部の下流に配置された第二流出口とを有する、
請求項３に記載の分離装置。
【請求項５】
前記ピラー電極列の前記流れ方向に対する傾斜角度は、２０度以上７０度以下の範囲内である、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の分離装置。
【請求項６】
前記ピラー電極列内の隣り合う前記ピラー電極間の間隙は、３マイクロメートル以下である、
請求項１〜５のいずれか一項に記載の分離装置。
【請求項７】
複数の前記ピラー電極列を備え、
前記複数のピラー電極列は、同様の方向に延びる、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の分離装置。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載の分離装置を用いて試料に含有される粒子を分離する分離方法であって、
前記流路内に前記試料を流しつつ、前記複数の第一ピラー電極及び前記複数の第二ピラー電極の間に交流電圧を印加し、
前記ピラー電極列に負の誘電泳動力を発生させることで、前記ピラー電極列に沿って前記粒子を移動させる、
分離方法。
【請求項９】
前記粒子の径は、３０ナノメートル以上５００ナノメートル以下である、
請求項８に記載の分離方法。
【請求項１０】
前記交流電圧は、５ボルトｐｐ以上４０ボルトｐｐ以下の電圧である、
請求項８または９に記載の分離方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、誘電泳動を用いた分離装置及び分離方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、生物細胞等の誘電体粒子を誘電泳動により取り扱うシステムが開示されている。このシステムは、媒質に懸濁され且つ交流電界の作用に付される誘電体粒子を取り扱う。異なる電源パッドに接続された２対の電極が、四つ葉のクローバのような形で基板の表面に配置され、その中心に、局部域が区画形成される。異なる電源パッドに交流電圧を印加することによって、局部域の中心に粒子を向ける誘電泳動力が発生する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特表２００５−５０６１９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されるシステムでは、粒子は、局部域に集められ捕捉される。このため、局部域に捕捉された粒子が堆積すると、粒子の分離能力が低下する。また、捕捉された粒子が局部域に留まるため、当該粒子を収集することが困難である。
【０００５】
本開示は、誘電泳動を用いた粒子の分離効率を向上する分離装置及び分離方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示の一態様に係る分離装置は、試料に含有される粒子を分離する分離装置であって、第一基板と、前記第一基板に対向するように設けられた第二基板と、前記第一基板及び前記第二基板の間に形成され、前記試料が流される流路と、前記流路内に配置され、略直線状の列を形成するように配列された複数の第一ピラー電極及び複数の第二ピラー電極を含むピラー電極列とを備え、前記ピラー電極列は、前記流路内の前記試料の流れ方向に対して傾斜する方向に延び、前記第一ピラー電極及び前記第二ピラー電極の間に印加される交流電圧の周波数は、５０ｋＨｚ以上２０ＭＨｚ以下である。
【０００７】
本開示の一態様に係る分離方法は、本開示の一態様に係る分離装置を用いて試料に含有される粒子を分離する分離方法であって、前記流路内に前記試料を流しつつ、前記複数の第一ピラー電極及び前記複数の第二ピラー電極の間に交流電圧を印加し、前記ピラー電極列に負の誘電泳動力を発生させることで、前記ピラー電極列に沿って前記粒子を移動させる。
【発明の効果】
【０００８】
本開示の分離装置等によると、誘電泳動を用いた粒子の分離効率を向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、実施の形態に係る分離装置の模式的な平面図である。
【図１Ｂ】図１Ｂは、図１Ａに含まれる線ＩＢ−ＩＢに沿った模式的な断面側面図である。
【図１Ｃ】図１Ｃは、図１Ａに含まれる線ＩＣ−ＩＣに沿った模式的な断面側面図であり、図１Ｂに対して分離装置の短手方向に位置がずれた断面図である。
【図１Ｄ】図１Ｄは、図１Ｂに含まれる線ＩＤ−ＩＤに沿った模式的な断面平面図であり、図１Ａと同方向から見た図である。
【図１Ｅ】図１Ｅは、図１Ａに含まれる線ＩＥ−ＩＥに沿った模式的な断面側面図であり、図１Ｂ及び図１Ｃと垂直な断面図である。
【図２】図２は、実施の形態に係る分離装置におけるピラー電極の構成を示す模式的な斜視図である。
【図３Ａ】図３Ａは、第二基板から第一基板に向かって見た、第一電極、第二電極、第一ピラー電極、第二ピラー電極及び第三ピラー電極の平面的な配置を示す模式的な平面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａに含まれる破線により囲まれた領域を拡大した模式的な平面図である。
【図４】図４は、実施の形態に係る分離装置の製造方法の流れの一例を示す概略図である。
【図５Ａ】図５Ａは、実施の形態に係る分離装置の交流電圧印加時の状態を、図３Ａと同様に示す模式的な平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、実施の形態に係る分離装置の電圧を印加しない時の状態を、図３Ａと同様に示す模式的な平面図である。
【図６Ａ】図６Ａは、比較例に係る分離装置を、図１Ｅと同様に示す模式的な断面側面図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、比較例に係る分離装置を、図１Ｄと同様に示す模式的な断面平面図である。
【図７】図７は、実施例の分離装置において、交流電圧が印加されずに試料溶液が流れている状態の流路の蛍光顕微鏡写真である。
【図８】図８は、実施例の分離装置において、交流電圧が印加されながら試料溶液が流れている状態の流路の蛍光顕微鏡写真である。
【図９】図９は、図８の拡大写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
「背景技術」の欄に記載したように、本発明者は、誘電泳動を用いた粒子の分離効率を向上するために、以下の技術を創案した。
【００１１】
本開示の一態様に係る分離装置は、試料に含有される粒子を分離する分離装置であって、第一基板と、前記第一基板に対向するように設けられた第二基板と、前記第一基板及び前記第二基板の間に形成され、前記試料が流される流路と、前記流路内に配置され、略直線状の列を形成するように配列された複数の第一ピラー電極及び複数の第二ピラー電極を含むピラー電極列とを備え、前記ピラー電極列は、前記流路内の前記試料の流れ方向に対して傾斜する方向に延び、前記第一ピラー電極及び前記第二ピラー電極の間に印加される交流電圧の周波数は、５０ｋＨｚ以上２０ＭＨｚ以下である。
【００１２】
上記態様によると、第一ピラー電極及び第二ピラー電極の間に印加される交流電圧は、その周波数が５０ｋＨｚ以上２０ＭＨｚ以下であるため、試料内の粒子に対して、誘電泳動力を与える。ピラー電極列には誘電泳動力を発生する電場が形成され、粒子が負の誘電泳動により、電場から斥力を受けると、試料の流れ方向に逆らって、ピラー電極列の延びる方向に沿って移動させられる。ピラー電極列の延びる方向は、流れ方向に対して傾斜しているため、粒子は、ピラー電極列に沿って、ピラー電極列の下流側の端部に向かって移動した後、流れ方向の下流へ流れる。これにより、粒子は、試料から分離され、流路内におけるピラー電極列の上記端部側の領域に集められる。また、粒子が分離された試料は、ピラー電極列のピラー電極間を通って下流に流れる。このように、粒子は、試料から分離され、集約される。従って、誘電泳動を用いた粒子の分離効率が向上する。
【００１３】
本開示の一態様に係る分離装置において、前記第一ピラー電極及び前記第二ピラー電極は、配列方向に交互に配置され、前記ピラー電極列は、前記流れ方向の下流側の位置に、交流電圧が印加されない第三ピラー電極をさらに含んでもよい。
【００１４】
上記態様によると、第三ピラー電極の周囲には、誘電泳動力を発生する電場が形成されない。このため、粒子は、第三ピラー電極の周囲を通り、ピラー電極列の上流から下流に移動する。よって、ピラー電極列の上流の粒子が、ピラー電極列の下流に円滑に移動することが可能になる。つまり、流路の下流側の領域へ粒子を集めることが可能になる。
【００１５】
本開示の一態様に係る分離装置において、前記流路は、前記試料の流入口と、前記試料の流出口とを有し、前記流れ方向は、前記流入口から前記流出口に向かう方向であってもよい。
【００１６】
本開示の一態様に係る分離装置において、前記流路は、第一流出口としての前記流出口と、前記ピラー電極列における前記流れ方向の下流側の端部の下流に配置された第二流出口とを有してもよい。
【００１７】
上記態様によると、試料から分離された粒子が第二流出口を通じて流路から排出され、粒子が分離された試料が第一流出口を通じて流路から排出され得る。よって、粒子の効率的な分離が可能になる。
【００１８】
本開示の一態様に係る分離装置において、前記ピラー電極列の前記流れ方向に対する傾斜角度は、２０度以上７０度以下の範囲内であってもよい。
【００１９】
上記態様によると、ピラー電極列の延びる方向の下流方向に沿って粒子を効率的に移動させ、粒子を集約させることが可能である。例えば、傾斜角度が２０度未満である場合、粒子は、試料から分離されずに試料と一緒に流れ方向に流れる可能性がある。また、傾斜角度が７０度超である場合、粒子は、ピラー電極列の延びる方向の上流方向及び下流方向等の２つ以上の方向に移動し、分散する可能性がある。
【００２０】
本開示の一態様に係る分離装置において、前記ピラー電極列内の隣り合う前記ピラー電極間の間隙は、３マイクロメートル以下であってもよい。
【００２１】
上記態様によると、交流電圧が印加されている第一ピラー電極及び第二ピラー電極間を、粒子が通過することを抑えることができる。
【００２２】
本開示の一態様に係る分離装置は、複数の前記ピラー電極列を備え、前記複数のピラー電極列は、同様の方向に延びてもよい。
【００２３】
上記態様によると、複数のピラー電極列を配置することによって、試料からの粒子の分離能力が向上する。さらに、複数のピラー電極列が粒子を分離し収集する方向が同様の方向となるため、分離された粒子の効率的な収集が可能になる。
【００２４】
本開示の一態様に係る分離方法は、本開示の一態様に係る分離装置を用いて試料に含有される粒子を分離する分離方法であって、前記流路内に前記試料を流しつつ、前記複数の第一ピラー電極及び前記複数の第二ピラー電極の間に交流電圧を印加し、前記ピラー電極列に負の誘電泳動力を発生させることで、前記ピラー電極列に沿って前記粒子を移動させる。
【００２５】
上記態様によると、本開示の一態様に係る分離装置と同様の効果が得られる。
【００２６】
本開示の一態様に係る分離方法において、前記粒子の径は、３０ナノメートル以上５００ナノメートル以下であってもよい。
【００２７】
上記態様によると、上記のような径の粒子を分離対象とすることによって、効率的な分離が可能になる。
【００２８】
本開示の一態様に係る分離方法において、前記交流電圧は、５ボルトｐｐ以上４０ボルトｐｐ以下の電圧であってもよい。
【００２９】
上記態様によると、試料の流れに逆らって粒子を効果的に移動させる負の誘電泳動力を発生することが可能になる。
【００３０】
以下、実施の形態に係る分離装置等を、図面を参照しながら説明する。なお、以下で説明される実施の形態は、包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ（工程）、並びにステップの順序等は、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。さらに、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化される場合がある。
【００３１】
（１．分離装置の構成）
図１Ａ〜図１Ｅを参照しつつ、実施の形態に係る分離装置１００の構成を説明する。なお、図１Ａは、実施の形態に係る分離装置１００の模式的な平面図を示す。図１Ｂは、図１Ａに含まれる線ＩＢ−ＩＢに沿った模式的な断面側面図を示す。図１Ｃは、図１Ａに含まれる線ＩＣ−ＩＣに沿った模式的な断面側面図を示す。図１Ｂ及び図１Ｃは、分離装置１００の短手方向に互いに位置がずれた断面を示す。図１Ｄは、図１Ｂに含まれる線ＩＤ−ＩＤに沿った模式的な断面平面図を示し、図１Ａと同方向から見た図である。図１Ｄは、第一基板１０１の裏面の位置の断面を示す。図１Ｅは、図１Ａに含まれる線ＩＥ−ＩＥに沿った模式的な断面側面図を示し、図１Ｂ及び図１Ｃと垂直な断面を示す。
【００３２】
図１Ａ〜図１Ｅに示されるように、分離装置１００は、矩形板状の第一基板１０１、矩形板状の第二基板１０２及び中間層１０３を備えている。第一基板１０１及び第二基板１０２は、電気的な絶縁性の材料で構成されている。中間層１０３は、導電性の材料で構成され、例えば、シリコンウエハで構成されている。
【００３３】
第二基板１０２は、第一基板１０１に対向して配置されている。中間層１０３は、第一基板１０１及び第二基板１０２の間に配置されている。中間層１０３の中心付近には、中間層１０３を貫通する開口部が形成されている。中間層１０３と、中間層１０３の両側に配置された第一基板１０１及び第二基板１０２との間には、開口部の位置に流路１０４が形成されている。流路１０４は、図１Ｂ〜図１Ｄに示されるように、高さＨ及び幅Ｗを有している。高さＨは、第一基板１０１から第二基板１０２に向かう方向の高さである。幅Ｗは、第一基板１０１及び第二基板１０２の主面を構成する表面に沿う方向の幅であり、第一基板１０１及び第二基板１０２の短手方向の幅である。幅Ｗは、流路１０４内の流体の流れの方向Ｄ（以下、「流れ方向Ｄ」とも称す）に略垂直な方向である。
【００３４】
ここで、矩形状の第一基板１０１及び第二基板１０２の長手方向であり且つ第一基板１０１及び第二基板１０２の主面に沿う方向をＹ軸方向とする。さらに、第一基板１０１及び第二基板１０２の短手方向であり且つ第一基板１０１及び第二基板１０２の主面に沿う方向をＸ軸方向とする。Ｘ軸方向及びＹ軸方向は互いに垂直である。
【００３５】
図１Ａ及び図１Ｄに示すように、第一基板１０１には、１つの注入孔１０５と、２つの排出孔１０６及び１０７が形成されている。注入孔１０５、並び排出孔１０６及び１０７はそれぞれ、第一基板１０１を貫通する。注入孔１０５は、流路１０４に対して、Ｙ軸負方向に離れて位置し、排出孔１０６及び１０７は、流路１０４に対して、Ｙ軸正方向に、つまり、注入孔１０５と反対側に離れて位置している。注入孔１０５及び第一排出孔１０６は、流路１０４の幅Ｗ方向の中心ラインＣ上又はその近傍に配置されている。第二排出孔１０７は、第一排出孔１０６に対して、Ｘ軸正方向に配置されている。中心ラインＣは、Ｙ軸に平行でもあり、幅Ｗ方向は、Ｘ軸方向でもある。
【００３６】
注入孔１０５は、中間層１０３に形成された注入路１０５ａを介して、流路１０４に連通する。第一排出孔１０６は、中間層１０３に形成された第一排出路１０６ａを介して、流路１０４に連通する。第二排出孔１０７は、中間層１０３に形成された第二排出路１０７ａを介して、流路１０４に連通する。注入路１０５ａ、第一排出路１０６ａ及び第二排出路１０７ａは、Ｙ軸方向に延びる。注入路１０５ａは、流路１０４の上流側、具体的には上流端の流入口１０５ｂで、流路１０４に開口する。第一排出路１０６ａは、流路１０４の下流側、具体的には下流端の第一流出口１０６ｂで、流路１０４に開口する。第二排出路１０７ａは、流路１０４の下流側の第二流出口１０７ｂで、流路１０４に開口する。上流方向は、Ｙ軸負方向でもあり、下流方向及び流れ方向Ｄは、Ｙ軸正方向でもある。
【００３７】
第一流出口１０６ｂ及び第二流出口１０７ｂの位置は、幅Ｗ方向で異なる。本実施の形態では、第一流出口１０６ｂは、中心ラインＣ上又はその近傍に位置し、第二流出口１０７ｂは、幅Ｗ方向つまりＸ軸正方向における流路１０４の側部に位置する。さらに、第一流出口１０６ｂは、第二流出口１０７ｂよりも流れ方向Ｄで下流に位置する。また、流入口１０５ｂは、第一流出口１０６ｂと同様に、中心ラインＣ上又はその近傍に位置する。注入路１０５ａ、第一排出路１０６ａ及び第二排出路１０７ａのＸ軸方向の幅は、流路１０４の幅Ｗよりも小さい。
【００３８】
上述のような分離装置１００において、試料溶液は、注入孔１０５から注入され、流路１０４を流れ、そして第一排出孔１０６及び第二排出孔１０７から排出される。図１Ａ〜図１Ｅから明らかなように、分離装置１００は、分離のためのチップ（以下、「連続分離チップ」とも呼ばれ得る）でもある。
【００３９】
図１Ｂ〜図１Ｅに示すように、第一基板１０１の裏面には、導電性を有する第一電極２０１及び第二電極２０２が設けられている。第一電極２０１及び第二電極２０２は、第一基板１０１に形成された開口部を介して、外部に露出している。本実施の形態では、第一電極２０１及び第二電極２０２は、櫛歯を有する櫛型電極である。第一電極２０１及び第二電極２０２はそれぞれ、基部２０１ｂ及び２０２ｂと、基部２０１ｂ及び２０２ｂから延びる櫛歯部分２０１ａ及び２０２ａとを含む。第一電極２０１及び第二電極２０２は、互いの櫛歯の間に櫛歯が位置するように、互いの櫛歯を間隔をあけつつ噛み合わせて配置されている。このような第一電極２０１及び第二電極２０２は、互いに接触していない。
【００４０】
図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｅ及び図２に示すように、流路１０４の内部には、導電性を有する第一ピラー電極３０１、第二ピラー電極３０２及び第三ピラー電極３０３が設けられている。なお、図２は、実施の形態に係る分離装置１００におけるピラー電極の構成を示す模式的な斜視図である。図２では、ピラー電極を見やすいように、第一電極２０１及び第二電極２０２の基部２０１ｂ及び２０２ｂの高さを低くし、第二基板１０２を透明に描かれている。それぞれが柱状である第一ピラー電極３０１、第二ピラー電極３０２及び第三ピラー電極３０３の断面形状は、円であるが、楕円、長円、多角形等のその他のいかなる形状であってもよい。
【００４１】
第一ピラー電極３０１は、第一電極２０１の櫛歯部分２０１ａに電気的に接続されている。第一ピラー電極３０１は、櫛歯部分２０１ａ及び第二基板１０２に接触している。第二ピラー電極３０２は、第二電極２０２の櫛歯部分２０２ａに電気的に接続されている。第二ピラー電極３０２は、櫛歯部分２０２ａ及び第二基板１０２に接触している。第三ピラー電極３０３は、第一電極２０１及び第二電極２０２の何れにも接続されない。第三ピラー電極３０３は、第一基板１０１及び第二基板１０２に接触している。言うまでもないが、第一ピラー電極３０１は、第二電極２０２からは電気的に絶縁されている。同様に、第二ピラー電極３０２は、第一電極２０１からは電気的に絶縁されている。第一ピラー電極３０１、第二ピラー電極３０２及び第三ピラー電極３０３は、互いに絶縁されている。
【００４２】
第一ピラー電極３０１、第二ピラー電極３０２及び第三ピラー電極３０３の詳細な構成を説明する。図３Ａは、図１Ａとは反対に、第二基板１０２から第一基板１０１に向かって見た、第一電極２０１、第二電極２０２、第一ピラー電極３０１、第二ピラー電極３０２及び第三ピラー電極３０３の平面的な配置を示す模式的な平面図である。図３Ａは、上記構成要素の平面視を示す。このような平面視において、複数の第一ピラー電極３０１と、複数の第二ピラー電極３０２と、１つの第三ピラー電極３０３とにより、１つのピラー電極列３０４が形成されている。具体的には、１つのピラー電極列３０４は、略直線状の列を形成するように配列された複数の第一ピラー電極３０１、複数の第二ピラー電極３０２及び１つの第三ピラー電極３０３を含む。つまり、ピラー電極列３０４は、一列に並ぶ複数のピラー電極を含む。そして、ピラー電極列３０４は、第一電極２０１の基部２０１ｂから第二電極２０２の基部２０２ｂにわたって延在する。
【００４３】
本実施の形態では、流路１０４内には、複数のピラー電極列３０４が形成されている。複数のピラー電極列３０４は、互いに間隔をあけて、流れ方向Ｄに並ぶ。本実施の形態では、複数のピラー電極列３０４は、同様の方向に方向付けられ、具体的には、互いに平行であるが、これに限定されない。各ピラー電極列３０４は、注入孔１０５から第一排出孔１０６に向かう、つまり、流入口１０５ｂから第一流出口１０６ｂに向かう試料溶液の流れ方向Ｄに対して斜めに交差するように延びる。本実施の形態では、各ピラー電極列３０４は、第二電極２０２の基部２０２ｂに隣接する端部が、第一電極２０１の基部２０１ｂに隣接する端部よりも流れ方向Ｄの下流に位置するように、傾斜している。流れ方向Ｄは、中心ラインＣに沿う方向でもある。このように、流路１０４内には、１つ以上のピラー電極列３０４が設けられている。
【００４４】
各ピラー電極列３０４が延びる方向、つまり列方向は、流れ方向Ｄに対して、０度超９０度未満の傾斜角度θを形成するように傾斜することが好ましい。傾斜角度θは、２０度以上７０度以下であることがより好ましい。上記列方向は、ピラー電極の軸心を結ぶ線に沿う方向である。
【００４５】
各ピラー電極列３０４において、第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２は、当該ピラー電極列３０４の延びる方向、つまり配列方向に沿って、互いに間隔をあけて交互に並ぶ。第三ピラー電極３０３は、隣り合う第二ピラー電極３０２同士の間隙、又は、隣り合う第一ピラー電極３０１同士の間隙を埋めるように配置される。第三ピラー電極３０３は、第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２と接触しない。図３Ａの例では、第一電極２０１の櫛歯部分２０１ａの突出長が短いため、第三ピラー電極３０３は、第一ピラー電極３０１の代わりに、隣り合う第二ピラー電極３０２同士の間隙に配置されているが、これに限定されない。
【００４６】
第三ピラー電極３０３は、各ピラー電極列３０４内における流れ方向Ｄの下流側の位置に、具体的には、下流側の端部付近に配置されている。また、第二排出路１０７ａの第二流出口１０７ｂも、各ピラー電極列３０４における流れ方向Ｄの下流側の端部の下流に配置されている。よって、各ピラー電極列３０４の第三ピラー電極３０３は、第二流出口１０７ｂの上流に位置している。
【００４７】
図３Ｂは、図３Ａに含まれる破線により囲まれた領域Ｕを拡大した模式的な平面図を示す。図３Ｂは、領域Ｕに含まれる１つのピラー電極列３０４の一部を示す図でもある。図３Ｂに示すように、第一ピラー電極３０１と第二ピラー電極３０２とは、間隙Ａをあけて配置され、第二ピラー電極３０２と第三ピラー電極３０３とは、間隙Ａをあけて配置されている。例えば、試料溶液から分離する対象の粒子の径が、３０ナノメートル（ｎｍ）以上５００ナノメートル以下である場合、間隙Ａの大きさは３マイクロメートル（μｍ）以下であることが好ましい。分離対象とする粒子は、誘電体粒子である。詳細は後述するが、本実施の形態では、流路１０４内の粒子に対して、負の誘電泳動力が、斥力としてピラー電極列３０４に沿って発生する。このため、粒子は、流路１０４を流れる流体（すなわち、試料溶液）の流れに逆らって、ピラー電極列３０４に沿って移動する。図３Ａでは、流路１０４内の粒子は、左側である第二電極２０２の基部２０２ｂに向かって集まり、第二ピラー電極３０２と第三ピラー電極３０３との間隙を通り第二排出孔１０７から排出される。
【００４８】
ピラー電極列３０４は、第一電極２０１の基部２０１ｂから第二電極２０２の基部２０２ｂにわたって延在するが、ピラー電極列３０４の全体にわたって、ピラー電極間の間隙Ａは、略同一である。このため、流路１０４の幅Ｗの全体にわたって、試料溶液の流速が同等である。これにより、第二ピラー電極３０２と第三ピラー電極３０３との間隙Ａを通る粒子の流れが円滑になる。例えば、流路１０４の幅Ｗ方向で、流速が不均等であると、乱流等が発生し、上記の粒子の流れが妨げられる可能性がある。
【００４９】
（２．分離装置の製造方法）
図４を参照しつつ、実施の形態に係る分離装置１００を製造する方法の一例を説明する。なお、図４は、実施の形態に係る分離装置１００の製造方法の流れの一例を示す概略図である。図４は、分離装置１００の断面側面図を示す。本実施の形態に係る分離装置１００は、半導体装置の一般的な製造方法を利用して製造され得る。
【００５０】
まず、工程Ａにおいて、底面に絶縁層９１を具備するシリコン基板９０の上面に、保護層としての第一レジスト９０１がパターニングされる。次いで、工程Ｂにおいて、保護層としての第二レジスト９０２が、第一レジスト９０１の上にさらにパターニングされる。次いで、工程Ｃにおいて、シリコン基板９０における第一レジスト９０１及び第二レジスト９０２のどちらも形成されていない部分が、第一レジスト９０１及び第二レジスト９０２の両者をマスクとして用いてエッチングされる。エッチングされた部分の底部は、シリコン基板９０の内部に位置する。
【００５１】
次いで、工程Ｄにおいて、第二レジスト９０２が除去される。次いで、工程Ｅにおいて、シリコン基板９０における第一レジスト９０１が形成されていない部分が、第一レジスト９０１をマスクとして用いてエッチングされる。工程Ｃ及び工程Ｅにおいてエッチングされた部分の底部は、シリコン基板９０に隣接する絶縁層９１の表面に到達する。このようなエッチングされた部分により、高さＨ及び幅Ｗを有する流路１０４が形成される。また、工程Ｅのみにおいてエッチングされた部分の底部は、シリコン基板９０の内部に位置する。最後に、工程Ｆにおいて、第一レジスト９０１が除去される。このようにして、第一基板１０１、中間層１０３、第一電極２０１、第二電極２０２、第一ピラー電極３０１、第二ピラー電極３０２及び第三ピラー電極３０３が、一体的に形成される。具体的には、絶縁層９１は、第一基板１０１であり、シリコン基板９０は、中間層１０３、第一電極２０１、第二電極２０２、第一ピラー電極３０１、第二ピラー電極３０２及び第三ピラー電極３０３を形成する。例えば、工程Ｅのみにおいてエッチングされた部分は、第一電極２０１、第二電極２０２、第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２を形成する。さらに、絶縁層９１に、注入孔１０５、第一排出孔１０６及び第二排出孔１０７が形成された後、第二基板１０２がシリコン基板９０の絶縁層９１と反対側の面に貼り合わされる。これにより、分離装置１００が完成する。
【００５２】
（３．分離装置を用いた分離方法）
実施の形態に係る分離装置１００を用いて、試料溶液に含有される粒子を分離する方法を説明する。本実施の形態では、粒子は、３０ナノメートル以上５００ナノメートル以下の粒径を有し得る。粒子の例は、インフルエンザウィルス（粒径：およそ１００ナノメートル）、ノロウィルス（粒径：およそ３０ナノメートル）、及び、細胞外小胞のうちのエクソソーム（粒径：およそ４０〜１２０ナノメートル）等の誘電体粒子である。
【００５３】
まず、実施の形態に係る分離装置１００が用意される。具体的には、分離装置１００のユーザーは、この特許の権利者又はそのライセンシーから、実施の形態に係る分離装置１００を購入する。
【００５４】
次に、分離装置１００の第一基板１０１及び第二基板１０２の間に試料溶液が供給される。具体的には、図１Ａ、図１Ｄ及び図２に示すように、注入孔１０５から試料溶液が注入される。注入された試料溶液は、流路１０４を流れる。試料溶液が流路１０４を流れている間に、第一電極２０１及び第二電極２０２を介して、各第一ピラー電極３０１及び各第二ピラー電極３０２の間に交流電圧が印加される。望ましくは、印加される交流電圧は、５ボルトｐｐ以上４０ボルトｐｐ以下の電圧、及び５０キロヘルツ（ｋＨｚ）以上２０メガヘルツ（ＭＨｚ）以下の周波数を有する。用語「ｐｐ」とは、ピークツーピークを意味する。
【００５５】
図５Ａには、実施の形態に係る分離装置１００の交流電圧印加時の状態が、図３Ａと同様に示されている。図５Ａに示すように、この交流電圧は、第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２の間隙及びその周囲において、著しく高い電場を有する領域Ｙ０２を形成する。領域Ｙ０２は、各ピラー電極列３０４において、各ピラー電極列３０４に沿って形成される。領域Ｙ０２の高い電場は、第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２の間隙及びその周囲において、粒子に斥力としての負の誘電泳動力を与える。領域Ｙ０２の高い電場は、負の誘電泳動力によって、電界の弱い方へ粒子を弾く。このような斥力としての負の誘電泳動力のため、粒子は、流路１０４を流れる流体（すなわち、試料溶液）の流れ方向Ｄの流れに逆らって、ピラー電極列３０４に沿って下流へ移動する。
【００５６】
なお、誘電泳動力は、印加電圧に対する周波数依存性を有し、粒子径に比例し、電場の強度に比例する。周波数に応じて、電界の強い方に粒子を引き寄せる正の誘電泳動力と、電界の弱い方に粒子を弾く負の誘電泳動力との発生を制御することが可能である。交流電圧の周波数を５０キロヘルツ以上２０メガヘルツ以下とすることによって、誘電泳動力の発生が可能である。また、交流電圧を、５ボルトｐｐ以上４０ボルトｐｐ以下とすることによって、試料溶液の流れ方向Ｄの流れに逆らって、粒子をピラー電極列３０４に沿って移動させることが可能である。
【００５７】
なお、交流電圧あるいは交流電圧の周波数が同じであっても、分離対象の粒子の誘電率の違いにより、正の誘電泳動になる場合と、負の誘電泳動になる場合とがある。本開示の分離装置においては、負の誘電泳動となるよう、分離対象の粒子の誘電率などの特性に応じて周波数または交流電圧を調整する。
【００５８】
交流電圧の印加状態において、経路Ｙ０１に示すように、粒子は、ピラー電極列３０４の上流側で、当該ピラー電極列３０４のピラー電極の列方向に沿って下流へ、つまり、第三ピラー電極３０３へ向かって移動し、電界が弱くなる第三ピラー電極３０３の周囲の間隙を通って、当該ピラー電極列３０４の下流へ移動する。なお、第三ピラー電極３０３には電圧が印加されていない。これにより、試料溶液から粒子が分離される。上記現象は、負の誘電泳動力が、流路１０４を流れる試料溶液から粒子が受ける力（すなわち＋Ｙ方向に向けて粒子を流す力）よりも大きい斥力を有するためである。また、ピラー電極列３０４の延びる方向が、第三ピラー電極３０３が下流側に位置するように、流れ方向Ｄに対して傾斜しているため、粒子をピラー電極列３０４に沿い且つ第三ピラー電極３０３に向かって効率的に移動させることが可能である。つまり、第二電極２０２の基部２０２ｂの近傍の１箇所への粒子の集約が可能である。例えば、ピラー電極列３０４の延びる方向が流れ方向Ｄに対して垂直である場合、粒子は、第一電極２０１の基部２０１ｂと、第二電極２０２の基部２０２ｂとに向かって、分かれて流れ、分散される。
【００５９】
また、第一ピラー電極３０１、第二ピラー電極３０２及び第三ピラー電極３０３は、第一基板１０１及び第二基板１０２との間に空隙を有していない。このため、上記空隙を介した粒子の漏れが防がれる。よって、ピラー電極列３０４の列方向に沿った粒子の移動、及び、第三ピラー電極３０３の周りを通る粒子の下流への移動が、効率的に行われる。
【００６０】
また、各ピラー電極列３０４において基部２０２ｂの近傍に集約された粒子は、流れ方向Ｄへ、基部２０２ｂに沿って流れ、図１Ｄに示す第二流出口１０７ｂに到達し、第二排出孔１０７から粒子が濃縮された溶液として排出される。また、ピラー電極列３０４において粒子が分離された試料溶液は、当該ピラー電極列３０４の第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２の間隙を通り、流れ方向Ｄへ流れる。粒子が分離された試料溶液は、流れ方向Ｄへ、各ピラー電極列３０４を横断して流れ、図１Ｄに示す第一流出口１０６ｂに到達し、第一排出孔１０６から排出される。なお、図１Ｄに示すように、第二流出口１０７ｂは、第一流出口１０６ｂよりも上流に位置する。このため、粒子が分離された試料溶液が第二流出口１０７ｂに流入することが抑えられる。
【００６１】
このように、分離装置１００は、粒子を含む溶液を、注入孔１０５から受け入れ、第一排出孔１０６から、粒子が分離された溶液を排出し、第二排出孔１０７から、粒子が濃縮された溶液を排出する。本明細書及び特許請求の範囲において、粒子の「分離」とは、粒子の「分離」及び「濃縮」のいずれも意味する。
【００６２】
また、図５Ｂには、第一電極２０１及び第二電極２０２に交流電圧が印加されない時の実施の形態に係る分離装置１００の状態が、図３Ａと同様に示されている。図５Ｂに示すように、交流電圧が印加されない分離装置１００の注入孔１０５に試料溶液が注入されると、粒子を含む試料溶液は、経路Ｙ０１のような経路で流れ方向Ｄに流れる。つまり、当該溶液は、流れ方向Ｄへ各ピラー電極列３０４を横断して流れ、第一流出口１０６ｂ及び第二流出口１０７ｂに到達し、第一排出孔１０６及び第二排出孔１０７から排出される。
【００６３】
（４．実施例）
実施の形態に係る分離装置１００の実施例と、その比較例とを検討する。実施例では、実施の形態に係る分離装置１００が用いられた。比較例では、分離装置１００に対して第一電極及び第二電極の構成が異なる分離装置が用いられた。
【００６４】
図６Ａには、比較例に係る分離装置１００Ａが、図１Ｅと同様に模式的な断面側面図で示されている。図６Ｂには、比較例に係る分離装置１００Ａが、図１Ｄと同様に模式的な断面平面図で示されている。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、比較例に係る分離装置１００Ａの第一電極２０１Ａは、櫛歯部分を有さず、第一電極２０１の基部２０１ｂのみで構成されている。同様に、分離装置１００Ａの第二電極２０２Ａは、櫛歯部分を有さず、第二電極２０２の基部２０２ｂのみで構成されている。分離装置１００Ａにおいても、複数のピラー電極が、実施の形態に係る分離装置１００と同様に配置されている。しかしながら、全てのピラー電極は、第一電極２０１Ａにも第二電極２０２Ａにも電気的に接続されておらず、第三ピラー電極３０３である。このような実施例及び比較例について、以下に説明する試料溶液、分離装置、及び実験方法で、それぞれの作用効果が検討された。
【００６５】
［展開溶媒の調製］
超純水９．９ｍＬに、非イオン性の界面活性剤であるポリオキシエチレン（２０)ソルビタンモノラウレート（Ｐｏｌｙｏｘｙｅｔｈｙｌｅｎｅ(２０)ｓｏｒｂｉｔａｎ  ｍｏｎｏｌａｕｒａｔｅ）（ＡＮＡＰＯＥ（登録商標）−２０：Ａｆｆｙｍｅｔｒｉｘ社製）の１０％溶液を０．１ｍＬ加えて混合した溶液を、試料溶液の展開溶媒とした。なお、ポリオキシエチレン（２０)ソルビタンモノラウレート溶液は、Ｔｗｅｅｎ２０溶液とも呼ばれる。
【００６６】
［蛍光ポリスチレンビーズの調製］
蛍光ポリスチレン粒子が誘電体粒子として用いられた。蛍光ポリスチレン粒子として、Ｐｏｌｙｓｃｉｅｎｃｅｓ社から入手可能である商品名がＦｌｕｏｒｅｓｂｒｉｔｅ（登録商標）  Ｙｅｌｌｏｗ  Ｇｒｅｅｎ  Ｍｉｃｒｏｓｐｈｅｒｅｓという蛍光ポリスチレン粒子含有溶液が用いられた。この溶液において、蛍光ポリスチレン粒子の粒径は０．１マイクロメートルであり、ｗ／ｖ濃度（質量対容量百分率）は２．６％である。この溶液５μＬを展開溶媒９９５μＬに加えて混合することで２００倍に希釈したものを、試料溶液として用いた。このような試料溶液は、約２．４×１０１１個／ｍｌの蛍光ポリスチレン粒子濃度を有していた。
【００６７】
［分離装置の製造方法］
図４に関して上述したように、シリコンウエハであるＳＯＩ基板（Ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ：ケイ・エス・ティ・ワールド社製）をエッチングしたものに、第二基板１０２を貼り合わせることによって、分離装置１００及び１００Ａが製造された。なお、ＳＯＩ基板としては、活性層の導電型がＰ型、抵抗値が０．０２Ω・ｃｍ以下、厚みが５０±０．５μｍ、ＢＯＸ層の熱酸化膜の厚みが３μｍ、且つ、支持層の厚みが６２５±２．５μｍであるものを用いた。以下の表は、分離装置１００及び１００Ａの詳細を示す。
【００６８】
【表１】
2019162570.tif 000003
【００６９】
［実験方法］
分離装置１００及び１００Ａに対して、以下に説明するような実験を行った。具体的には、分離装置１００及び１００Ａそれぞれに対して、注入孔１０５からエタノールが２０マイクロリットル／分の流速で５分間供給された。このようにして、分離装置１００及び１００Ａそれぞれの流路１０４から空気が除去された。さらに、注入孔１０５から０．１％Ｔｗｅｅｎ２０溶液が２０マイクロリットル／分の流速で５分間供給された。このようにして、流路１０４からエタノールが除去された。流路１０４は０．１％Ｔｗｅｅｎ２０溶液で満たされた。次に、注入孔１０５から、試料溶液が２マイクロリットル／分の流速で５分間供給された。続いて、流速０．１マイクロリットル／分で試料溶液の供給が続けられた。図７は、試料溶液が流れている状態における実施例の分離装置１００の流路１０４の蛍光顕微鏡写真である。この時点では、分離装置１００に交流電圧は印加されていない。
【００７０】
そして、分離装置１００及び１００Ａそれぞれの第一電極２０１及び２０１Ａと第二電極２０２及び２０２Ａとに、１４．１４ボルトｐｐの電圧及び５メガヘルツの周波数を有する交流電圧が印加されながら、流速０．１マイクロリットル／分で試料溶液の供給が続けられた。図８は、交流電圧が印加されながら試料溶液が流れている状態における実施例の分離装置１００の流路１０４の蛍光顕微鏡写真である。図９は、図８の拡大写真である。なお、図８及び図９において、白く写っている領域は、蛍光ポリスチレン粒子が集まっている領域である。
【００７１】
図７〜図９から明らかなように、分離装置１００において、試料溶液の供給が続けられていても、交流電圧が印加されることで、粒子は、流路１０４を流れる流体（すなわち、試料溶液）の流れに逆らってピラー電極列３０４に沿って移動し、流路１０４の側方の端に連続的に分離される。
【００７２】
また、比較例の分離装置１００Ａでは、交流電圧が印加されている間も、粒子は、ピラー電極列３０４に沿って移動することはなく、試料溶液からの粒子の分離は起こらなかった。
【００７３】
（５．効果等）
上述したように実施の形態に係る分離装置１００は、試料に含有される粒子を分離する。分離装置１００は、第一基板１０１と、第一基板１０１に対向するように設けられた第二基板１０２と、第一基板１０１及び第二基板１０２の間に形成され且つ試料が流される流路１０４と、流路１０４内に配置され且つ略直線状の列を形成するように配列された複数の第一ピラー電極３０１及び複数の第二ピラー電極３０２を含むピラー電極列３０４とを備える。ピラー電極列３０４は、流路１０４内の試料の流れ方向Ｄに対して傾斜する方向に延び、第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２の間に印加される交流電圧の周波数は、５０ｋＨｚ以上２０ＭＨｚ以下である。
【００７４】
上記構成によると、第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２の間に印加される交流電圧は、試料内の粒子に対して、誘電泳動力を与える。ピラー電極列３０４には誘電泳動力を発生する電場が形成されるため、粒子が負の誘電泳動により、電場から斥力を受けると、試料の流れ方向Ｄに逆らって、ピラー電極列３０４の延びる方向に沿って移動させられる。ピラー電極列３０４の延びる方向は、流れ方向Ｄに対して傾斜しているため、粒子は、ピラー電極列３０４に沿って、ピラー電極列３０４の下流側の端部に向かって移動した後、流れ方向Ｄの下流へ流れる。これにより、粒子は、試料から分離され、流路１０４内におけるピラー電極列３０４の上記端部側の領域に集められる。また、粒子が分離された試料は、ピラー電極列３０４のピラー電極間を通って下流に流れる。このように、粒子は、試料から分離され、集約される。従って、誘電泳動を用いた粒子の分離効率が向上する。
【００７５】
また、実施の形態に係る分離装置１００において、第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２は、配列方向に交互に配置され、ピラー電極列３０４は、流れ方向Ｄの下流側の位置に、交流電圧が印加されない第三ピラー電極３０３をさらに含む。上記構成によると、第三ピラー電極３０３の周囲には、誘電泳動力を発生する電場が形成されない。このため、粒子は、第三ピラー電極３０３の周囲を通り、ピラー電極列３０４の上流から下流に移動する。よって、ピラー電極列３０４の上流の粒子が、ピラー電極列３０４の下流に円滑に移動することが可能になる。つまり、流路１０４の下流側の領域へ粒子を集めることが可能になる。
【００７６】
また、実施の形態に係る分離装置１００において、流路１０４は、試料の流入口１０５ｂと、試料の第一流出口１０６ｂとを有し、流れ方向Ｄは、流入口１０５ｂから第一流出口１０６ｂに向かう方向である。さらに、流路１０４は、ピラー電極列３０４における流れ方向Ｄの下流側の端部の下流に配置された第二流出口１０７ｂを有する。上記構成によると、試料から分離された粒子が第二流出口１０７ｂを通じて流路１０４から排出され、粒子が分離された試料が第一流出口１０６ｂを通じて流路１０４から排出され得る。よって、粒子の効率的な分離が可能になる。
【００７７】
また、実施の形態に係る分離装置１００において、ピラー電極列３０４の流れ方向Ｄに対する傾斜角度θは、２０度以上７０度以下の範囲内である。上記構成によると、ピラー電極列３０４の延びる方向の下流方向に沿って粒子を効率的に移動させ、粒子を集約させることが可能である。例えば、傾斜角度θが２０度未満である場合、粒子は、試料から分離されずに試料と一緒に流れ方向Ｄに流れる可能性がある。また、傾斜角度θが７０度超である場合、粒子は、ピラー電極列３０４の延びる方向の上流方向及び下流方向等の２つ以上の方向に移動し、分散する可能性がある。
【００７８】
また、実施の形態に係る分離装置１００において、ピラー電極列３０４内の隣り合うピラー電極間の間隙は、３マイクロメートル以下である。上記構成によると、交流電圧が印加されている第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２間を、粒子が通過することを抑えることができる。
【００７９】
また、実施の形態に係る分離装置１００は、複数のピラー電極列３０４を備え、複数のピラー電極列３０４は、同様の方向に延びる。上記構成によると、複数のピラー電極列３０４を配置することによって、試料からの粒子の分離能力が向上する。さらに、複数のピラー電極列３０４が粒子を分離し収集する方向が同様の方向となるため、分離された粒子の効率的な収集が可能になる。
【００８０】
また、実施の形態に係る分離方法は、分離装置１００を用いて試料に含有される粒子を分離する方法である。この分離方法は、流路１０４内に試料を流しつつ、複数の第一ピラー電極３０１及び複数の第二ピラー電極３０２の間に交流電圧を印加し、ピラー電極列３０４に負の誘電泳動力を発生させることで、ピラー電極列３０４に沿って粒子を移動させる。上記方法によると、実施の形態に係る分離装置１００と同様の効果が得られる。
【００８１】
また、実施の形態に係る分離方法において、粒子の径は、３０ナノメートル以上５００ナノメートル以下である。上記方法によると、上記のような径の粒子を分離対象とすることによって、効率的な分離が可能になる。
【００８２】
また、実施の形態に係る分離方法において、交流電圧は、５ボルトｐｐ以上４０ボルトｐｐ以下の電圧である。上記方法によると、試料の流れに逆らって粒子を効果的に移動させる負の誘電泳動力を発生することが可能になる。
【００８３】
（６．その他）
以上、本開示の１つ以上の態様に係る分離装置等について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、実施の形態に限定されるものではない。本開示の趣旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を本実施の形態に施したものや、異なる実施の形態における構成要素を組み合わせて構築される形態も、本開示の１つ以上の態様の範囲内に含まれてもよい。
【００８４】
例えば、実施の形態に係る分離装置１００では、流路１０４内に複数のピラー電極列３０４が配置されていたが、ピラー電極列３０４の数量は、１つ以上であればよい。
【００８５】
また、実施の形態に係る分離装置１００では、第一電極２０１及び第二電極２０２は、櫛型電極であったが、これに限定されない。第一電極２０１及び第二電極２０２はそれぞれ、複数の第一ピラー電極３０１及び複数の第二ピラー電極３０２と接続可能な構成であればよい。
【００８６】
また、実施の形態に係る分離装置１００では、ピラー電極列３０４内における第一ピラー電極３０１、第二ピラー電極３０２及び第三ピラー電極３０３の間隙は、３マイクロメートル以下であったが、これに限定されない。上記間隙は、分離対象の粒子の径、第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２に形成される電場の強さ等に応じて、決定されてもよい。
【００８７】
また、実施の形態に係る分離装置１００では、１つのピラー電極列３０４内に１つの第三ピラー電極３０３が配置されていたが、第三ピラー電極３０３の数量は、これに限定されない。２つ以上の第三ピラー電極３０３が配置されてもよく、第三ピラー電極３０３が配置されなくてもよい。前者の場合、粒子がピラー電極列３０４を横断する領域の大きさを増加させることができ、粒子濃度が高い場合でも粒子の円滑な移動が可能になる。後者の場合、ピラー電極列３０４の一部において、第一ピラー電極３０１及び第二ピラー電極３０２の間隙を広くすることにより、ピラー電極列３０４を横断する粒子の移動が可能である。
【００８８】
また、実施の形態に係る分離装置１００では、第二排出路１０７ａは、流路１０４の下流側に第二流出口１０７ｂを有していたが、これに限定されない。例えば、第二排出路１０７ａは、第二電極２０２の基部２０２ｂに形成されてもよい。また、ピラー電極列３０４の傾斜方向が反対である、つまり、ピラー電極列３０４の下流側の端部が第一電極２０１の基部２０１ｂに隣り合う場合、第二排出路１０７ａは、基部２０１ｂに形成されてもよい。さらに、第二排出路１０７ａは、ピラー電極列３０４毎に配置されてもよい。これにより、各ピラー電極列３０４で分離された粒子の効率的な収集が可能になる。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本開示の技術は、誘電泳動を用いて液体から誘電体粒子を分離する技術に広く適用可能である。特に、本開示の技術は、ナノメートルサイズの微粒子の分離に有用である。
【符号の説明】
【００９０】
１００  分離装置
１０１  第一基板
１０２  第二基板
１０４  流路
１０５ｂ  流入口
１０６ｂ  第一流出口
１０７ｂ  第二流出口
３０１  第一ピラー電極
３０２  第二ピラー電極
３０３  第三ピラー電極
３０４  ピラー電極列
【図１Ａ】
2019162570.tif 000004
【図１Ｂ】
2019162570.tif 000005
【図１Ｃ】
2019162570.tif 000006
【図１Ｄ】
2019162570.tif 000007
【図１Ｅ】
2019162570.tif 000008
【図２】
2019162570.tif 000009
【図３Ａ】
2019162570.tif 000010
【図３Ｂ】
2019162570.tif 000011
【図４】
2019162570.tif 000012
【図５Ａ】
2019162570.tif 000013
【図５Ｂ】
2019162570.tif 000014
【図６Ａ】
2019162570.tif 000015
【図６Ｂ】
2019162570.tif 000016
【図７】
2019162570.tif 000017
【図８】
2019162570.tif 000018
【図９】
2019162570.tif 000019