(57)【要約】  流体を保持するようになっているマイクロ流体装置（４）の内側に配置された流体（３）に懸濁して含まれる粒子（２）の光学分析を周囲温度よりも著しく低い温度で行うための方法および装置（１ｂ）である。マイクロ流体装置のカバーの外面（８）への湿気の凝縮は、カバーの外面（８）の温度を凝集温度（Ｔｄ）を超える温度に上昇させる熱流（Ｐ）をもたらすことによって、またはカバー（８）の近傍の周囲温度（および／または湿度）を低下させ、凝集温度（Ｔｄ）（露点）を内部操作温度によって決定されるカバーの表面（８）の温度よりも低くすることによって、回避されるようになっている。
2014531041.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体に懸濁して含まれる粒子（２）を露点温度よりも低い温度で光学分析するための方法であって、
（ｉ）前記流体を含むようになっており、第１および第２の表面（５，６）間に画定された少なくとも１つのマイクロチャンバ（４）内に、前記懸濁している粒子を配置するステップと、
（ｉｉ）前記第１の表面（５）を、第１の熱抵抗部（ＲＬＷ）によって、前記流体から熱を除去するように構成された第１の冷却手段（７）に熱連結し、前記第２の表面（６）を、第２の熱抵抗部（ＲＨＩ）によって、光学検出表面（８）に熱連結するステップと、
（ｉｉｉ）前記第１の冷却手段によって、前記流体を露点温度よりも低い第１の温度（Ｔ１）に至らせるステップと、
（ｉｖ）前記粒子（２）が光学的に分析されている間に、前記光学検出表面（８）が前記光学検出表面（８）を包む空気に含まれる周囲湿気の前記露点温度（Ｔｄ）よりも高い第２の温度（Ｔ２）に常に保持されるように、前記光学検出表面（８）に熱流（Ｆ）をもたらすステップであって、前記第１および第２の熱抵抗部は、前記第２の熱抵抗部（ＲＨＩ）が、好ましくは前記第１の熱抵抗部（ＲＬＷ）の熱伝導率よりも少なくとも１桁小さく、どのような場合でも、前記第１の熱抵抗部（ＲＬＷ）の熱伝導率の少なくとも半分に等しい熱伝導率の値を有するように選択されている、ステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記ステップ（ｉｖ）は、前記光学検出表面（８）を周囲空気の露点を超える温度に加熱することによって、行われるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記光学検出表面は、抵抗器（２４ｂ）を前記マイクロチャンバ（４）の外側の前記光学検出表面上に配置することによって、ジュール熱によって加熱されるようになっており、  前記抵抗器（２４ｂ）は、前記光学検出表面の全体にわたって均一に設けられた透明の導電性抵抗層（２５）、例えば、ＩＴＯ、および前記光学検出表面上に、好ましくは、互いに均一に離間された櫛状に配置された複数の糸状マイクロ抵抗器（２６）からなる群から選択されるようになっていることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記糸状マイクロ抵抗器（２６）は、前記糸状マイクロ抵抗器と向き合って配置された電流分配フレーム（２７）を用いることによって、電流密度分布が均一になるように、給電されるようになっており、前記電流分配フレーム（２７）は、複数の導体ブリッジ（３０）によって電流を受けるようになっており、前記複数の導体ブリッジ（３０）は、前記糸状マイクロ抵抗器と向き合った側に配置された前記分配フレームの複数の互いに異なる点（２８）を少なくとも１つの共通集電器（３１）に接続していることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記光学検出表面（８）は、前記光学検出表面（８）の全体にわたって気流を強制的にもたらすことによって、加熱されるようになっていることを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項６】
前記ステップ（ｉｖ）は、前記光学検出表面（８）を直接取り囲んで前記検出表面を包むある量の周囲空気を、前記量の空気の前記露点（Ｔｄ）が前記光学検出表面の前記第２の温度（Ｔ２）よりも低くなるような温度に冷却することによって、行われるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記光学検出表面の温度は、好ましくは、前記光学検出表面に設けられた抵抗器（３５）によって、または前記光学検出表面と向き合って配置された赤外線センサーによって、前記光学検出表面の瞬間的な前記温度（Ｔ２）を連続的に測定することによって、フィードバック制御されるようになっていることを特徴とする、請求項２〜６のいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
前記光学検出表面が保持される前記温度（Ｔ２）は、適切なセンサーによって連続的に検出される周囲空気温度および周囲空気湿度をパラメータとする関数として、計算されるようになっていることを特徴とする、請求項７に記載の方法。  
【請求項９】
流体（３）に懸濁して含まれる粒子（２）を露点温度よりも低い温度で光学分析するための装置（１ａ，１ｂ）であって、
−前記流体を含むようになっており、第１の表面（５）と第２の表面（６）との間に画定された少なくとも１つのマイクロチャンバ（４）と、
−第１の熱抵抗部（ＲＬＷ）によって前記第１の表面に熱連結された第１の冷却手段（７）であって、前記流体を前記露点温度よりも低い所定の第１の温度（Ｔ１）に保持するために、前記マイクロチャンバから熱をある量だけ除去するように構成されている、第１の冷却手段（７）と、
−第２の熱抵抗部（ＲＨＩ）によって前記第２の表面に熱連結された光学検出表面（８）と、
を備え、
−前記第２の熱抵抗部（ＲＨＩ）は、好ましくは前記第１の熱抵抗部（ＲＬＷ）の熱伝導率よりも少なくとも１桁、さらに好ましくは、２桁小さく、どのような場合でも、前記第１の熱抵抗部（ＲＬＷ）の熱伝導率の少なくとも半分に等しい熱伝導率の値を有し、
−前記装置は、前記装置（１ａ／１ｂ）が作動され、前記粒子（２）のマニピュレーションおよび／または光学分析が前記装置によって行われている間に、前記光学検出表面が前記光学検出表面（８）を使用時に包む空気に含まれる前記周囲湿気の前記露点温度（Ｔｄ）よりも高い第２の温度（Ｔ２）に常に保持されるように、前記光学検出表面（８）に熱流（Ｆ）をもたらすための手段（２４）をさらに備えることを組み合わせてなることを特徴とする、装置。
【請求項１０】
前記光学検出表面（８）を前記周囲空気の露点を上回る温度に加熱するための手段（２４ｂ；２４ｃ）を備えていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記光学検出表面を加熱するための前記手段は、抵抗器（２４ｂ）からなっており、前記抵抗器（２４）は、前記光学検出表面の全体に均一に設けられた透明な導電性抵抗層（２５）、例えば、ＩＴＯ、または前記光学検出表面（８）に一体になるように設けられ、前記光学検出表面上に、好ましくは、互いに均一に離間された櫛状に配置された複数の糸状マイクロ抵抗器（２６）によって構成されていることを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
前記糸状マイクロ抵抗器（２６）は、各々、その同一の一端側において、電流分布フレーム（２７）に電気的に接続されており、前記電流分配フレーム（２７）は、複数の伝導ブリッジ（３０）によって電流を受ける金属箔によって構成されており、前記電流分配ブリッジ（３０）は、前記糸状マイクロ抵抗器と向き合った側に配置された前記分配フレームの複数の互いに異なる点（２８）を、前記マイクロチャンバを支持する前記装置の基部要素（１９）に配置された少なくとも１つの共通集電器（３１）に接続するようになっており、前記糸状マイクロ抵抗器（２６）は、それらの長手方向を横切る方向において前記マイクロ抵抗器（２６）間のピッチの略１０分の１に等しい幅を有していることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記熱流（Ｆ）を前記光学検出表面（８）にもたらすための前記手段（２４）は、前記光学検出表面（８）の強制換気手段（４０）と、好ましくは、前記強制換気流れの加熱または冷却手段（４１）とを備えていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【請求項１４】
前記第２の温度（Ｔ２）を測定するための手段（３５）と、前記熱流（Ｆ）を前記光学検出表面にもたらすための前記手段（２４）をフィードバック作動させるための手段（３６；３７）と、好ましくは、前記周囲空気の露点（Ｔｄ）を計算するための手段と、を備えていることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれか１つに記載の装置。
【請求項１５】
前記マイクロチャンバ（４）内において前記粒子（２）のマニピュレーションを行うための電子手段（１００，１０１）を備えていることを特徴とする、請求項９に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マニピュレートされた粒子の光学分析が周囲温度を下回る温度で行われなければならないとき、流体に懸濁している粒子、例えば、導電溶液または高導電溶液に含まれる粒子をマニピュレートするための方法および装置に関する。本発明は、主に生体細胞への生物学的プロトコルの実施に適用することができる。
【背景技術】
【０００２】
Ｇ.  Ｍｅｄｏｒｏ に付与された特許文献１は、閉鎖された誘電泳動ポテンシャルケージを用いて粒子をマニピュレートするための装置および方法を記載している。懸濁している粒子を保持するためにまたは該粒子をマイクロチャンバ内において移動させるために用いられる力は、ジュール効果によって、（印加される電圧の２乗に比例し、懸濁液の導電率の増大に比例して大きくなる）電力を消散し、これによって、マイクロチャンバ内に制御されない温度上昇をもたらすことになる。マニピュレーション操作は、同一基板内に内蔵された電極のアレイの各要素に関連付けられたメモリ要素および回路のプログラミングによって、個別に制御可能になっている。前記回路も、懸濁液に直接接触している基板内に電力を消散させることによって、温度上昇を促進することになる。その結果、高電導率の溶液に対して、試料に存在する遺伝子発現の変動、高レベルの応力、または生物学的粒子の死滅に起因する重大な制限が課せられ、これらの方法および装置の適用がビーズまたは非生体細胞に制限されることになる。
【０００３】
周知技術のこの制限は、同一出願人の名義による特許文献２によって解消されている。この文献の技術は、特許文献１に記載されている技術（または熱を生じる他の技術）による生物学的粒子のマニピュレーションを、用いられる力および／または懸濁液の導電率とは無関係に、細胞の存続力および生物学的機能を維持しながら行うことができ、これによって、生体細胞のマニピュレーションを可能にするものである。
【０００４】
しかし、多くの用途では、マニピュレーション手順中に、懸濁液および／またはマイクロチャンバの内部の全てが、周囲温度をはるかに下回る温度、例えば、１０℃を下回る温度、さらに多くの場合、３℃から５℃の間の温度、例えば、４℃に保持されることが必要とされている。
【０００５】
このような低温では、周囲湿気がマイクロチャンバのカバーの外面上に凝縮することになる。このカバーは、マイクロチャンバの外側の装置またはセンサー、例えば、光学マイクロスコープまたはマイクロチャンバ内の基板に内蔵された光学センサーのいずれかによって懸濁液内の細胞の観察および光学分析を可能にするために、透明材料から作製されているが、このカバーは、正確に機能するために十分な外部照明を必要としている。
【０００６】
マイクロチャンバのカバー上の凝縮した湿気の存在によって、外部から取得する像のぼやけおよび外部光の通過の変動が生じ、非光学的な内部センサー、例えば、インピーダンスセンサーに完全に依存しない限り、分析プロトコルの正確な性能を損なうことになる。しかし、インピーダンスセンサーの使用は、必ずしも可能ではなく、または不便である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】国際特許出願公開第００／６９５６５号パンフレット
【特許文献２】欧州特許第１９４５３６８号明細書
【発明の概要】
【０００８】
本発明は、マイクロ流体装置内に配置された流体、典型的には、液体に懸濁して含まれる粒子の光学分析を、マイクロ流体装置の外面上に凝縮を誘発するほど周囲温度よりも著しく低温度に保持しながら、行うための方法および装置に関する。典型的には、マイクロ流体装置は、粒子のマニピュレーションおよび／または位置制御を、（比較的低い操作温度およびマニピュレートされた粒子の位置および／または外観の光学分析の性能を同時に必要とし、または形態パラメータの検出または蛍光強度の定量化を同時に必要とする条件下において）、例えば、導電性溶液における電気的力場によって、さらに一般的には、任意の他のシステムによって行うように機能するものである。力場は、粒子に対する安定平衡の一組の点によって特徴付けられる、誘電泳動（正または負）、磁気泳動、電気泳動、電気流体力学、または誘電体へのエレクトロウエッティング、またはこれらの現象の組合せとすることができる。光ピンセットが用いられてもよい。
【０００９】
本発明の主な態様は、比較的低い内部温度で操作するマイクロ流体装置のカバーの外面への湿気の凝縮の防止に関する。この凝縮の防止は、カバーの外面の温度を凝縮温度（露点）よりも高い温度に上昇させるか、またはマイクロ流体装置のカバーの近傍の温度および／または周囲湿度を低下させ、これによって、凝縮温度（露点）をマイクロ流体装置の内部操作温度よりも低い温度にすることによって、達成されることになる。
【００１０】
前記目的のために、本システムは、有利には、フィードバック制御によって温度の制御を行うために、必要に応じて、カバーの外面の周囲湿度および温度の制御を行うために、１つまたは複数の内蔵式センサーまたは外部センサーを用いることができる。
【００１１】
本発明によれば、透過型の外部光学システムを用いることがさらに可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の方法の第１の実施形態を実施するマイクロ流体装置の２つの異なる実施形態の縦断面を概略的に示す図である。
【図１Ｂ】本発明の方法の第１の実施形態を実施するマイクロ流体装置の２つの異なる実施形態の縦断面を概略的に示す図である。
【図２】図１のマイクロ流体装置の実施形態の略俯瞰平面図である。
【図３】図２のマイクロ流体装置の垂直断面を拡大して概略的に示す図である。
【図４】空気の湿度および温度による露点の変動を示す図表である。
【図５】本発明の方法の第２の実施形態を実施するマイクロ流体装置の略縦断面を概略的に示す図である。
【図６】いくつかの操作パラメータの変動に基づく図２のマイクロ流体装置の上面の温度の変動を示す図表である。
【図７】いくつかの操作パラメータの変動に基づく図２のマイクロ流体装置の上面の温度の変動を示す図表である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、粒子という用語は、マイクロメートルまたはナノメートル規模の天然物または人工物、例えば、細胞、細胞成分、ウイルス、リポソーム、ニオソーム、マイクロビーズおよびナノビーズ、またはより小さい実体、例えば、マクロ分子、タンパク質、ＤＮＡ，ＲＮＡ、など、さらに懸濁媒体に溶解しない液滴、例えば、水中油または油中水、またはガス内液滴（例えば、空気中水）または液体内気泡（例えば、水内空気）を示すために用いられることになる。
【００１４】
本発明の目的は、粒子の光学分析を周囲温度を下回る温度、特に、比較的低い温度（３−６℃）で行う方法および装置であって、粒子は、（粒子のマニピュレーションも行うことができる）マイクロ流体装置の内側に配置された流体、典型的には、液体に懸濁して保持されている、方法および装置を提供することである。
【００１５】
マニピュレーションは、単粒子または粒子群の位置の制御または前記単粒子または粒子群の空間内の運動の制御を意味している。
【００１６】
前記マニピュレーションは、本発明による装置内に一体化されている任意の手段または外部から該装置と相互に作用する任意の手段によって行うことが可能になっている。典型的には、国際特許出願公開第００／６９５６５号に記載されているように、マニピュレーションは、選択的に作動かつアドレス指定されることが可能になっている電極アレイであって、基板内に内蔵されており、マイクロチャンバのカバーとしても作用する単一の対向電極と向き合っている、電極アレイによって、行われるようになっている。なお、この特許の内容の必要な部分は、ここに含まれるものとする。
【００１７】
図１Ａ、図１Ｂおよび図２を参照すると、参照番号１ａ，１ｂは、それぞれ、流体３、典型的には、液体に懸濁して含まれる粒子２の光学分析を行うための装置を示している。装置１ａ，１ｂは、粒子２および液体３を周囲温度を下回る温度、特に、０℃に近い温度、典型的には、３℃から６℃の間、好ましくは、略４℃の温度に保持しながら、操作することが可能になっている。
【００１８】
図１Ａおよび図１Ｂに示されている概略図（これらの図において、同様または同一の細部は、簡略にするために同一の参照番号によって示されている）によれば、装置１ａ，１ｂは、少なくとも１つのマイクロチャンバ４、および７によって全体が示されている冷却手段を備えている。マイクロチャンバ４は、使用時に流体３を含むようになっており、第１の表面５と第２の表面６との間に画定されている。冷却手段７は、第１の熱抵抗部ＲＬＷによって、第１の表面５に熱連結されている。
【００１９】
以下に用いられる「マイクロチャンバ」という用語は、少量の流体３、典型的には、１ナノリットルから５０００マイクロリットルの間、好ましくは、１マイクロリットルから１００マイクロリットルの間の流体３を含むのに適しているチャンバであって、その三次元寸法の１つが１ｍｍ未満になっている、チャンバを意味している。
【００２０】
装置１は、第２の熱抵抗部ＲＨＩを介して第２の表面６に熱連結された熱検出表面８をさらに備えている。
【００２１】
冷却手段７は、装置１ａ，１ｂが作動し、粒子２のマニピュレーションを行っている間に、周囲温度を下回る第１の事前設定温度Ｔ１、典型的には、前述したような４℃に流体３を保持するための量だけ、マイクロチャンバ４から熱を除去するように構成されたどのような適切な形式のものであってもよい。
【００２２】
図１Ｂに示されている例では、冷却手段７は、熱抵抗部ＲＬＷに接触して配置されたプレート１０からなっており、プレート１０内には、１つまたは複数のペルチェセル１１が内蔵されている（ペルチェセルは、それ自体周知であり、ここでは、それらの１つのみが概略的に示されている）。ペルチェセル１１は、チャンバ４の内部温度を制御するための装置１２によって、制御されるようになっている。装置１２は、ブロックによって、概略的にしか示されていない。
【００２３】
一方、図１Ａに示されている例では、冷却手段７は、第２のマイクロチャンバ１０ｃからなっており、第２のマイクロチャンバ１０ｃ内には、冷媒１１ｃの流れが熱抵抗部ＲＬＷと接触して通っている。前記冷媒は、図１Ａでは矢印によって示されているが、閉回路内を循環しており、第１の表面５を通ってマイクロチャンバ４から除去された熱が、ブロックによって概略的に示されているペルチェセル１３ｃに連結されたポンプ１２ｃによって、連続的に該閉回路から除去されるようになっている。
【００２４】
図２および図３も参照すると、熱抵抗部ＲＬＷは、（必要に応じて、透明であるとよい）平坦なシート１４、例えば、水晶シートからなっている。シート１４の第１の上面は、表面５からなっており、シート１４の第２の下面は、プレート１０と接触して配置された表面１５からなっている。熱抵抗部ＲＨＩは、（必ず、透明材料から作製されている必要がある）平坦なシート１６からなっており、例えば、鉱物ガラスまたは水晶のシートからなっている。シート１６の第１の面は、マイクロチャンバ４の反対側を向いており、光学検出表面８を構成しており、シート１６の第２の面は、第１の面の反対側において、表面６を構成している。
【００２５】
２つのシート１４，１６は、互いに向き合って配置されており、（図１に線でのみ概略的に示されている）周辺スペーサ１８によって互いに分離されている。周辺スペーサ１８は、シート１４，１６と協働して、マイクロチャンバ４の内部容積を画定している。シート１４，１６およびスペーサ１８からなるユニットの端に近い部分または全体が、基部１９上に置かれている（図３）。
【００２６】
本発明による装置１ａ，１ｂは、粒子２の光学分析の前、最中、および後に粒子２をマニピュレートするための電子手段も備えている。
【００２７】
粒子２を操作するために、国際特許出願公開第００／６９５６５に記載されているような誘電泳動ポテンシャルケージを用いる場合、表面５がマイクロ電極のアレイ１００を支持する基板を構成し、表面６が対向電極を構成するＩＴＯ層１０１によって全体的に覆われることになる。マイクロ電極のアレイ１００に加えて、表面８を通ってマイクロチャンバ４内に入る周囲光の（例えば、粒子２の存在による）変動を検出するために、１つまたは複数の光学センサーが基板内に内蔵されていてもよい。代替的または付加的に、光学センサーは、マイクロチャンバ４の外に設けられてもよい。例えば、光学センサーは、表面８を通してマイクロチャンバ４の内側を観察する（図１Ａおよび図１Ｂではブロックによって概略的に示されている）任意の形式の単純なマイクロスコープ２１からなっていてもよい。マイクロスコープ２１は、表面５からなる基板から反射される光を受光し、例えば、図１Ａおよび図１Ｂにおいて矢印によって示されている軌跡による像を識別することができる。
【００２８】
本発明の第１の実施形態によれば、第２の熱抵抗部ＲＨＩは、第１の熱抵抗部ＲＬＷの熱伝導率の値よりも少なくとも一桁、好ましくは、２桁低い熱伝導率の値を有している。例えば、前述した材料の場合、シート１４は、略１５０Ｗ／°ｋｍの熱伝導率を有しており、シート１６は、略１．２Ｗ／°ｋｍの熱伝導率しか有していない。
【００２９】
本発明によれば、この特性と組合せて、装置１は、図１においてブロックによって概略的に示されている手段２４をさらに備えている。手段２４は、光学検出表面８が、使用時に光学検出表面８を包む空気に含まれる周囲湿気の凝集の温度Ｔｄ（露点）よりも高い温度Ｔ２に、常に保持されるように、（図１において両矢印によって概略的に示されている）熱流Ｆを光学検出表面８にもたらすためのものである。
【００３０】
図４の図表に示されているように、温度Ｔｄは、周囲空気の温度および周囲空気に存在する湿気の量に従って、容易に計算することができる。実験室において通常認められる平均値（２３℃および５０％湿度）の場合、温度Ｔｄは、略１２℃である。マイクロチャンバ４内の温度Ｔ１が略４℃なので、表面８の温度は、使用時に、伝導によってＴｄよりも低い温度に必然的に達し、表面８に曇りをもたらすことは、明らかである。
【００３１】
この現象は、本発明によれば、熱抵抗部ＲＬＷ，ＲＨＩのそれぞれの熱伝導率間の比率の適切な選択と、手段２４の同時存在との組合せによって、回避されることになる。この組合せは、驚くことに、一方では、図示されているように、表面８の温度Ｔ２を使用時に表面８を包む空気の温度Ｔｄよりも常に高く維持し、これによって、マイクロチャンバ４の内側の温度Ｔ１が極めて低いとき、表面８の曇りを回避および／または排除することを可能にする。他方では、流体３を加熱する可能性が回避されるかまたは少なくとも制限されることになる。実際、仮に「高温」の熱流がマイクロチャンバ４に達しても、マイクロチャンバ４内に望ましくない対流をもたすことなく、ペルチェセル１１に対する制御ユニット１２による温度設定を低下させることによって、温度Ｔ１のどのような上昇も容易に回避することができることが、実験的に分かっている。
【００３２】
本発明の第１の有効な実施形態によれば、装置１ｂ（または１ａ）は、光学検出表面８を周囲空気の露点、すなわち、温度Ｔｄを超える温度に加熱するための手段２４ｂ（図２および図３）を備えている。
【００３３】
前記手段２４ｂは、シート１６の表面８上に一体になるように直接設けられた抵抗器からなっている。図１において概略的にしかかつ部分的にしか示されていない例示的な実施形態によれば、抵抗器２４ｂは、光学検出表面８の全体にわたって均一に設けられた透明な導電性抵抗層２５、例えば、ＩＴＯからなっている。
【００３４】
本発明の第２の有効な実施形態によれば、抵抗器２４ｂは、少なくとも１つ、好ましくは、複数の糸状マイクロ抵抗器またはワイヤ２６からなっている。糸状マイクロ抵抗器またはワイヤ２６は、光学検出表面８上に一体になるように設けられており、好ましくは、櫛状に互いに均一に離間して配置されている。
【００３５】
糸状マイクロ抵抗器２６は、各々、その同一の一端において、供給電流をもたらす分配フレーム２７に電気的に接続されている。フレーム２７は、櫛状の金属箔からなっており、糸状マイクロ抵抗器２６と向き合って配置されている。換言すれば、櫛状の金属箔２７のそれぞれの「歯」２８は、ワイヤ２６と対向する側を向いており、表面８の外に延存し、マイクロチャンバ４を構成する作動領域の外側の装置１の一方の縁２９に配置されている。
【００３６】
フレーム２７は、複数の導体ブリッジ３０によって、「歯」２８を通る供給電流を受け取るようになっている。ブリッジ３０は、「歯」２８からなるフレーム２７の複数の互いに異なる点を装置１の基部要素１９に配置された少なくとも１つの共通集電器３１に接続している。
【００３７】
導体ブリッジ３０は、図３の面上においてＳ字状のフレームまたはフォークを形成するように曲げられた変形可能な金属ワイヤからなっている。表面５上に配置され得る基板内の電極および任意の光学センサーへの給電も、他の集電器３２，３３を用いて、ブリッジ３０によって行われるようになっている。
【００３８】
装置１ｂ（１ａ）を正確に作動させるために、すなわち、マイクロチャンバ４への過剰な熱損失をもたらすことなく、使用時に表面８を包む空気の温度Ｔｄを超える温度Ｔ２を維持するために、かつ表面８の全体の温度を可能な限り均一にし、内蔵された光学センサーおよび／またはマイクロスコープ２１のような外部センサーに悪影響を与えないようにするために、糸状マイクロ抵抗器２６は、それらの長手方向を横切る方向におけるマイクロ抵抗器２６間のピッチＰ（すなわち、間隔）の略１０分の１に等しい幅Ｌ（図３）を有していなければならい。換言すれば、Ｌ／Ｐ比は、好ましくは、１／１０と等しく、場合によっては、１／２から１／１００の間になければならない。
【００３９】
装置１ｂ（１ａ）の性能を改良するために、装置１ｂ（１ａ）は、好ましくは、使用時に表面８の温度Ｔ２を連続的に測定する手段３５（図２）と、光学検出表面を加熱するための手段２４ｂをフィードバック操作する手段３６と、をさらに備えている。例えば、温度検出手段３５は、表面８に設けられた電気抵抗器であって、温度Ｔ２に従ってその抵抗を変化させるようになっている電気抵抗器、または表面８と向き合って配置された光学センサーとすることができる。前者の場合、糸状マイクロ抵抗器の１つが、適切に電気接続することによって、電気抵抗器として用いられてもよい。手段３６は、装置１ｂ（１ａ）の機能の全てを制御するマイクロプロセッサまたは専用のマイクロプロセッサからなっており、例えば、ブリッジ３０を介してフレーム２７に供給される電流を制御する電源ユニット３７（図３）と相互に作用するようになっている。極めて多数のブリッジ３０が設けられねばならない。これによって、これらの多数のブリッジ３０間の間隔によって、シート１６の反対側の温度を実質的に均一なものとすることができる。
【００４０】
示されているパラメータを観察すると、ワイヤまたは「フィンガー」２６に供給される種々のレベルの電力に対してシート１６の厚み方向に生じる温度勾配の傾向は、図６に示されているようなものである。図６は、最悪の状況、換言すれば、ピッチＰの中央部における温度、すなわち、２つの糸状マイクロ抵抗器または「フィンガー」２６間に抵抗器が存在しない表面領域８の温度を示している。図７は、最良の状況、すなわち、マイクロ抵抗器または「フィンガー」２６直下の温度を示している。外側への熱損失を考慮して、シート１６の全体にわたって温度勾配を一定に保持することによって、表面８の温度Ｔ２を温度Ｔｄよりも高い温度に均一に維持しながら、Ｔ１に極めて近い温度を表面６において維持することができる。
【００４１】
この目的のために、加熱手段２４ｂの実施形態とは無関係に、シート１６の厚みを以下の式を用いて計画段階において決定すると、都合がよい。
【数１】
2014531041.tif 000003
【００４２】
上式において、ＨｌｉｄおよびＨｃは、それぞれ、マイクロチャンバ４のカバーを構成するシート１６の厚みおよびマイクロチャンバ４自体の厚みである。Ｔｄｐは、周囲空気の露点温度である。Ｔｏは、マイクロチャンバ４内の所望の理論的操作温度である。Ｔｂｕｆは、温度Ｔ１と一致する温度、すなわち、液体３の温度である。ΔＴｍａｘは、理論的操作温度Ｔｏに対するマイクロチャンバ４内の許容される最大上昇温度である。σｌｉｄおよびσｂｕｆは、それぞれ、シート１６の材料の熱伝導率および液体（バッファ）３の熱伝導率である。
【００４３】
図５を参照すると（この図では、前述したものと同様または同一の細部は、同一の番号で示されている）、装置１ｂは、シート１６の外側に位置する加熱手段２４ｃを備えている。加熱手段２４ｃは、図示されている例では、ファン４０および抵抗器４１からなっており、表面８の温度Ｔ２のセンサー３５に接続された制御ユニット３６によって制御されるようになっている。加熱手段２４ｃは、周囲空気の流れを加熱し、その流れを表面８に送るようになっている。
【００４４】
前述の説明に基づき、本発明は、流体３に懸濁して含まれる粒子２の光学分析を周囲温度を下回る温度で行うための方法であって、
（ｉ）表面５，６間の空間に画定された空間内に流体３を含むようになっている少なくとも１つのマイクロチャンバ４の内側に、懸濁されている粒子２を配置するステップと、
（ｉｉ）表面５を、熱抵抗部ＲＬＷを介して、流体３から熱を除去ように適合された冷却手段７に熱連結し、表面６を、熱抵抗部ＲＨＩを介して、透明に維持されるべき光学検出表面８に熱連結するステップと、
（ｉｉｉ）冷却手段７によって、流体３を周囲温度よりも低い温度Ｔ１に至らせるステップと、
（ｉｖ）粒子２が光学的に分析されている間に、光学検出表面８が該光学検出表面を包む空気に含まれる周囲湿気の凝集の温度Ｔｄ（露点）よりも高い温度Ｔ２に常に保持されるように、光学検出表面８に熱流Ｆをもたらすステップと、
を含み、
（ｖ）  熱抵抗部ＲＨＩ，ＲＬＷは、熱抵抗部ＲＨＩが、好ましくは第１の熱抵抗部ＲＬＷの熱伝導率よりも少なくとも１桁小さく、どのような場合でも、熱抵抗部ＲＬＷの熱伝導率の少なくとも半分に等しい熱伝導率の値を有するように、選択されている、
方法にさらに関する。
【００４５】
典型的には、熱流Ｆは、ステップ（ｉｖ）が光学検出表面８を前述したように周囲空気の露点よりも高い温度に加熱することによって行われるという意味では、入力熱流である。
【００４６】
表面８の加熱は、好ましくは、マイクロチャンバ４の外側の表面８上に抵抗器２４ｂを設けることによって、ジュール熱によって得られるようになっている。抵抗器２４ｂは、
光学検出表面８の全体にわたって均一に設けられた透明な導電性抵抗層２５、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ）の層、カーボンナノチューブに基づく層、またはポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）のような導電ポリマーの層、および光学検出表面８上にマイクロチャンバ４の長手方向と直交して互いに均一に離間した櫛状に設けられた複数の糸状マイクロ抵抗器２６からなる群から選択されるようになっている。
【００４７】
簡略化するために図示されていない実施形態によれば、糸状マイクロ抵抗器２６は、グリッドパターンまたは互いに交差するパターンで配置されてもよく、いずれの場合も、電流密度の分配が均一になるように、電力供給されるようになっているとよい。この場合、糸状マイクロ抵抗器２６と直交して長手方向に配置される（図示されている）電流分配フレーム２７を用いるとよい。電流分配フレーム２７は、複数の導体ブリッジ３０によって電流を受けるようになっており、導体ブリッジ３０は、糸状マイクロ抵抗器２６と向き合う側に配置された分配フレーム２７の複数の互いに異なる点２８を少なくとも１つの共通集電器３１に接続することになる。
【００４８】
代替的に、図示されているように、光学検出表面８は、例えば、ファン４０によって生じた強制対流によって、気流を光学検出表面の全体にわたって強制的に送ることによって、露点よりも高い温度に保持されるようになっている。前記気流は、図５に示されているように、マイクロチャンバ４内の流体の熱が冷却システムによって吸収されることに起因する光学検出表面８の温度の低下を相殺することになる。
【００４９】
いずれの場合も、光学検出表面８の加熱は、好ましくは、光学検出表面８に設けられた抵抗３５で、または光学検出表面８と向き合って配置された赤外線センサーで、光学検出表面の現在の温度Ｔ２を連続的に測定することによって、フィードバック制御されるようになっている。
【００５０】
しかし、本発明の別の実施形態によれば、ステップ（ｉｖ）は、光学検出表面８を直接取り囲んで該表面を包むある量の周囲空気を、前記量の空気の露点がシート１６の厚みを介するマイクロチャンバ４からの伝導またはマイクロチャンバ４への伝導による熱伝達に起因する光学検出表面８の温度Ｔ２よりも低くなるような温度に、冷却することによって、同様に効果的に行うことが可能である
【００５１】
この種の解決策は、図５に概略的に示されているものと同様の装置１ｂ（または１ａ）であって、ファン４０を用いて、例えば、シート１６の周りに配置された一組のペルチェセルからなる冷却要素４１で、表面８の近傍に存在する前記量の空気を再循環させるようになっている、装置１ｂ（または１ａ）によって実施することができる。
【００５２】
温度Ｔｄ、特に、前述した実施例における温度Ｔｄは、事前に決められてもよく、例えば、多くの場合に当てはまる値である１２℃が予測値とされるとよい。一方、周囲空気の実際の温度Ｔｄおよびをファン４０の作用によって表面８を包む冷却空気の実際の温度Ｔｄは、例えば、制御ユニット３６に接続された適切なセンサー４２によって、温度および周囲湿度の両方、および前記冷却空気の温度および湿度の両方を検出することによって、計算されることになる。
【００５３】
明らかに、本発明によって必要な熱流Ｆをもたらす一組のペルチェセルによって生じる冷却は、周囲空気の温度および湿度の両方を低下させるために用いられてもよいし、または温度のみまたは湿度のみを低下させるために用いられてもよい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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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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【国際調査報告】
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