(57)【要約】  溶液中の微小物質の分離を実施可能な微小物質捕捉フィルター及び該フィルター上での微小物質の直接観察をも可能とした微小物質観察用ガラス基板を提供する。細孔の平均細孔径が５〜２５００ｎｍであり、かつ、体積基準で、細孔の９０％以上が、その細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％の範囲内に含まれる微小物質捕捉フィルター、また、溶液又は懸濁液中に含まれる平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を分離、捕捉可能で、細孔の平均細孔径が、微小物質の平均粒子径の３０〜５００％の範囲内であり、かつ、微小物質観察用ガラス基板の最表面における平均細孔径の標準偏差が微小物質の平均粒子径の６０％以下の範囲内であって、体積基準で、細孔の９０％以上が、その細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％の範囲内に含まれる微小物質観察用ガラス基板。【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質のガラス基板からなる微小物質捕捉フィルターであって、
該微小物質捕捉フィルターの有する細孔の平均細孔径が５〜２５００ｎｍであり、かつ、体積基準で、前記細孔の９０％以上が、その細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％の範囲内に含まれることを特徴とする微小物質捕捉フィルター。
【請求項２】
前記ガラス基板の板厚に対する主面の面積及び平均細孔径の比（面積（ｃｍ２）／板厚（ｍｍ）／Log１０（平均細孔径（ｎｍ）））が、４．５ｃｍ２／ｍｍ以下である請求項１に記載の微小物質捕捉フィルター。
【請求項３】
前記ガラス基板の気孔率が、２０〜９０％である請求項１または２に記載の微小物質捕捉フィルター。
【請求項４】
微小物質が細胞外小胞である請求項１〜３のいずれか１項に記載の微小物質捕捉フィルター。
【請求項５】
前記ガラス基板の表面に、タンパク質付着防止剤から形成された被覆層を有する請求項４に記載の微小物質捕捉フィルター。
【請求項６】
溶液又は懸濁液中に含まれる平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を分離、捕捉可能な、多孔質ガラスからなる微小物質観察用ガラス基板であって、
前記微小物質観察用ガラス基板の有する細孔の平均細孔径が、前記微小物質の平均粒子径の３０〜１１０％の範囲内であり、かつ、前記微小物質観察用ガラス基板の最表面における平均細孔径（表面平均細孔径）の標準偏差が前記微小物質の平均粒子径の６０％以下の範囲内であって、
体積基準で、前記細孔の９０％以上が、その細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％の範囲内に含まれることを特徴とする微小物質観察用ガラス基板。
【請求項７】
前記微小物質観察用ガラス基板の有する細孔の平均細孔径が、前記微小物質の平均粒子径の３０〜１００％の範囲内である請求項６に記載の微小物質観察用ガラス基板。
【請求項８】
前記微小物質観察用ガラス基板の板厚に対する主面の面積及び平均細孔径の比（面積（ｃｍ２）／板厚（ｍｍ）／Log１０（平均細孔径（ｎｍ）））が、４．５ｃｍ２／ｍｍ以下である請求項６又は７に記載の微小物質観察用ガラス基板。
【請求項９】
前記微小物質観察用ガラス基板の気孔率が、２０〜９０％である請求項６〜８のいずれか１項に記載の微小物質観察用ガラス基板。
【請求項１０】
前記微小物質観察用ガラス基板が、分相ガラスから形成されたものである請求項６〜９のいずれか１項に記載の微小物質観察用ガラス基板。
【請求項１１】
前記微小物質観察用ガラス基板を構成するガラスが、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏの３成分組成系である請求項１０に記載の微小物質観察用ガラス基板。
【請求項１２】
溶液又は懸濁液中に含まれる平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を分離、捕捉するフィルターとして、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の微小物質観察用ガラス基板を有する捕捉手段と、
前記微小物質観察用ガラス基板の表面に捕捉された微小物質を観察するための観察手段と、
を有することを特徴とする微小物質観察装置。
【請求項１３】
前記観察手段が、蛍光顕微鏡である請求項１２に記載の微小物質観察装置。
【請求項１４】
溶液又は懸濁液中に含まれる平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を、多孔質ガラスからなるガラス基板に導入し、前記ガラス基板により前記微小物質を分離、捕捉する方法であって、
前記ガラス基板の有する細孔の平均細孔径が、前記微小物質の平均粒子径の３０〜５００％の範囲内であり、かつ、体積基準で、前記細孔の９０％以上が、その細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％の範囲内に含まれることを特徴とする微小物質捕捉方法。
【請求項１５】
前記ガラス基板の板厚に対する主面の面積及び平均細孔径の比（面積（ｃｍ２）／板厚（ｍｍ）／Log１０（平均細孔径（ｎｍ）））が、４．５ｃｍ２／ｍｍ以下である請求項１４に記載の微小物質捕捉方法。
【請求項１６】
平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を含有する溶液又は懸濁液を、多孔質ガラスからなるガラス基板に導入し、前記ガラス基板により前記微小物質を分離、捕捉する捕捉工程と、該ガラス基板に捕捉された前記微小物質を観察する観察工程と、を有する微小物質観察方法であって、
前記ガラス基板の有する細孔の平均細孔径が、前記微小物質の平均粒子径の３０〜１１０％の範囲内であり、かつ、前記ガラス基板の最表面における平均細孔径（表面平均細孔径）の標準偏差が前記微小物質の平均粒子径の６０％以下の範囲内であって、
体積基準で、前記ガラス基板の有する細孔の９０％以上が、その細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％の範囲内に含まれることを特徴とする微小物質観察方法。
【請求項１７】
前記微小物質観察用ガラス基板の有する細孔の平均細孔径が、前記微小物質の平均粒子径の３０〜１００％の範囲内である請求項１６に記載の微小物質観察方法。
【請求項１８】
平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を含有する溶液又は懸濁液から、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の微小物質観察用ガラス基板により前記微小物質を分離、捕捉する捕捉工程と、
前記微小物質観察用ガラス基板の表面に捕捉された微小物質を観察する観察工程と、
を有することを特徴とする微小物質観察方法。
【請求項１９】
前記観察工程における観察を、蛍光顕微鏡により行う請求項１６〜１８のいずれか１項に記載の微小物質観察方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微小物質を分離、捕捉可能な微小物質捕捉フィルター、微小物質観察用ガラス基板、その微小物質観察用ガラス基板を用いた微小物質観察装置、微小物質捕捉方法及び微小物質観察方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶液中や懸濁液中に含まれる固形物質を液体と分離する技術としてフィルターによるろ過がよく知られている。ろ過に用いるフィルターとしてはその目的に応じて様々な孔径のものが知られている。平均粒子径が５００ｎｍ以下のような微小物質を分離、捕捉可能なフィルターとしては、従来、樹脂製のものが一般的に使用されている。しかしながら、捕捉対象である微小物質の捕捉効率を所定以上に向上させるのは困難である。【０００３】
また、ナノオーダーの細孔径を有する多孔質ガラスがガス分離膜として利用できることが知られている（例えば、特許文献１参照）。この多孔質ガラスは、ガラスを分相させた後、酸処理により一部の成分を溶出させて得られる。しかし、特許文献１には、溶液や懸濁液中に含まれる微小物質の分離に関することは全く記載されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１９５６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、捕捉した微小物質をフィルター上でそのまま観察できると、微小物質の分析における手間やコスト等を省くことができ好ましい。【０００６】
本発明は、溶液又は懸濁液中の微小物質を分離、捕捉できる微小物質捕捉フィルター及び該微小物質捕捉フィルターを用いた微小物質捕捉方法の提供を目的とする。さらに、表面上で微小物質の直接観察を可能とした微小物質観察用ガラス基板、この微小物質観察用ガラス基板を適用した微小物質観察装置及び微小物質観察方法の提供も目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の微小物質捕捉フィルターは、多孔質のガラス基板からなる微小物質捕捉フィルターであって、該微小物質捕捉フィルターの有する細孔の平均細孔径が５〜２５００ｎｍであり、かつ、体積基準で、前記細孔の９０％以上が、その細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％の範囲内に含まれることを特徴とする。【０００８】
本発明の微小物質観察用ガラス基板は、溶液又は懸濁液中に含まれる平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を分離、捕捉可能な、多孔質ガラスからなる微小物質観察用ガラス基板であって、前記微小物質観察用ガラス基板の有する細孔の平均細孔径が、前記微小物質の平均粒子径の３０〜１１０％の範囲内であり、かつ、前記微小物質観察用ガラス基板の最表面における平均細孔径（以下、表面平均細孔径）の標準偏差が前記微小物質の平均粒子径の６０％以下の範囲内であって、体積基準で、前記細孔の９０％以上が、その細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％の範囲内に含まれることを特徴とする。【０００９】
本発明の微小物質観察装置は、溶液又は懸濁液中に含まれる平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を分離、捕捉するフィルターとして、上記微小物質観察用ガラス基板を有する捕捉手段と、前記微小物質観察用ガラス基板の表面に捕捉された微小物質を観察するための観察手段と、を有することを特徴とする。【００１０】
本発明の微小物質捕捉方法は、溶液又は懸濁液中に含まれる平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を、多孔質ガラスからなるガラス基板に導入し、前記ガラス基板により前記微小物質を分離、捕捉する方法であって、前記ガラス基板の有する細孔の平均細孔径が、前記微小物質の平均粒子径の３０〜５００％の範囲内であり、かつ、体積基準で、前記細孔の９０％以上が、その細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％の範囲内に含まれることを特徴とする。【００１１】
本発明の微小物質観察方法は、平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を含有する溶液又は懸濁液から、上記微小物質観察用ガラス基板により前記微小物質を分離、捕捉する捕捉工程と、前記微小物質観察用ガラス基板の表面に捕捉された微小物質を観察する観察工程と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の微小物質捕捉フィルター及び微小物質捕捉方法によれば、溶液又は懸濁液中の微小物質を効率的に分離、捕捉できる。また、本発明の微小物質観察用ガラス基板、微小物質観察装置及び微小物質観察方法によれば、捕捉した微小物質を、そのまま光学顕微鏡により該ガラス基板上で観察することができる。したがって、微小物質の観察、検査等を簡便な操作で、効率的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の微小物質観察装置の概略構成を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の微小物質捕捉フィルター及び微小物質捕捉方法並びに微小物質観察用ガラス基板、微小物質観察装置及び微小物質観察方法について、それぞれ詳細に説明する。
【００１５】
［微小物質捕捉フィルター］
本発明の微小物質捕捉フィルターは、溶液又は懸濁液中に含まれる平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を分離、捕捉可能なガラス基板である。この微小物質捕捉フィルターは、微小物質と液体とを固液分離可能とするため、多数の細孔を有する多孔質ガラスで構成される。
【００１６】
本発明における捕捉対象である微小物質は、平均粒子径が１０〜５００ｎｍであり、好ましくは５０〜１５０ｎｍである。本明細書において、この微小物質の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法、顕微鏡観察によって測定された体積基準の粒度分布から求められる５０％積算値（Ｄ５０）である。微小物質としては、例えば、石綿、カーボンブラック、インク、コロイド粒子、ウィルスや、アルブミン、抗体、エクソソーム等の生体分子等が挙げられる。近年、エクソソーム等の細胞外小胞は、がん等の病気の診断に用いられることがわかり注目されている。
【００１７】
ここで、微小物質捕捉フィルターの有する細孔の平均細孔径は５〜２５００ｎｍであり、好ましくは５〜５５０ｎｍ、より好ましくは１０〜３００ｎｍ、さらに好ましくは２０〜２００ｎｍ、特に好ましくは５０〜１５０ｎｍである。ここで、平均細孔径は、ガス吸着法により窒素吸着等温線からＢＨＪ法により求められる細孔径分布に基づいて定まるピークトップの細孔径をさす。
また、この平均細孔径は、分離、捕捉対象となる微小物質の平均粒子径の３０〜５００％（すなわち、微小物質の平均粒子径を基準（１００％）としたときの割合が３０〜５００％）の範囲が好ましい。より好ましくは５０〜１１０％、さらに好ましくは６０〜１００％である。平均細孔径を微小物質の平均粒子径に対して５００％以下（平均粒子径の５倍以下）とすることで、捕捉フィルター上又は細孔内に微小物質を捕捉できる。また、平均細孔径を微小物質の平均粒子径に対して１１０％以下（平均粒子径の１．１倍以下）とすることで、捕捉フィルター上に確実に微小物質を捕捉できる。また、平均細孔径を微小物質の平均粒子径の３０％より大きくすることで、過度に小さい細孔径を有することがなくなるため、圧力損失を抑えることができ、微小物質を効率的に分離することができる。また、目的とする微小物質より過度に小さい平均粒子径を持つ物質を通過させ、対象となる微小物質のみを捕捉することが可能となる。
【００１８】
体積基準で、微小物質捕捉フィルターにおける細孔の９０％以上は、細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％（すなわち、ピークトップの細孔径を基準（１００％）としたときの割合が６０〜１４０％）の範囲内に含まれる。これは、ピークトップの細孔径を基準（０％）としたときは、±４０％内に入ると言い換えることもできる（なお、このときの割合を算出する基準は上記と同様ピークトップの細孔径である）。細孔径分布の分布幅が狭いことで、安定して効率的に微小物質を分離、捕捉できる。さらには、上記細孔の９５％以上が、細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％の範囲内に含まれることが好ましい。
【００１９】
微小物質捕捉フィルターの気孔率は、強度を過度に低下させない観点から２０〜９０体積％とすることが好ましく、３０〜８０体積％とすることがより好ましく、４０〜７０体積％とすることが特に好ましい。なお、本明細書において、気孔率は、ガラス基板の見掛け密度と真密度から算出した値である。見掛け密度及び真密度は、ピクノメーター法により、求めたものである。
【００２０】
また、微小物質捕捉フィルターは上記のように多孔質体であるため、溶液及び懸濁液の固液分離に安定して使用できるか否かについて、従来公知のガラス製のフィルターの知見をそのまま適用できない。本発明者らは、上記の特定の細孔を有するガラス基板において、固液分離を安定かつ確実に行うことができる条件について検討したところ、微小物質捕捉フィルターの板厚に対する主面の面積と平均細孔径の比（面積／板厚／Log１０（平均細孔径））を所定の関係とすると効果的であることを見出した。
【００２１】
すなわち、本発明の微小物質捕捉フィルターにおいて、板厚に対する主面の面積及び平均細孔径の比（面積（ｃｍ２）／板厚（ｍｍ）／Log１０（平均細孔径（ｎｍ））は、４．５ｃｍ２／ｍｍ以下とすることが好ましく、０．０１〜２．５ｃｍ２／ｍｍの範囲内とすることがより好ましく、０．０１〜２ｃｍ２／ｍｍの範囲内とすることが特に好ましい。このような関係を満たすことで、溶液又は懸濁液中の微小物質の分離、捕捉の際における高い圧力に耐性を有する。さらに、このような関係を満たすことで、板厚を０．５ｍｍ以下のように薄くしても、フィルターの反りの発生を有意に抑制できる。また、板厚を薄くすることにより、分離、捕捉時の圧力損失を低減でき好ましい。
【００２２】
微小物質捕捉フィルターの厚さは、０．１〜５ｍｍが好ましく、０．１〜１ｍｍがより好ましい。また、微小物質捕捉フィルターの面積は、０．１〜１０．５ｃｍ２が好ましく、０．２〜６ｃｍ２がさらに好ましく、０．３〜６ｃｍ２が特に好ましい。このフィルターの形状は、板状であれば特に限定されるものではなく、例えば、その平面視形状が三角形、四角形等の多角形や、真円、楕円等の円形等、様々な形状とできる。なかでも、溶液又は懸濁液中の微小物質の分離、捕捉にあたっては、円形、特に真円、が液体成分からかかる負荷が均一となり、強度が良好となるため好ましい。
【００２３】
また、この微小物質捕捉フィルターを構成するガラスとしては、上記特性を有するものであれば特に限定されるものではない。なお、上記の特徴的な細孔径を形成するのが容易であることから、熱処理等によりスピノーダル型の分相を生じさせた分相ガラスを酸処理等により可溶部分を一部溶解して得られたガラス基板であることが好ましい。
【００２４】
また、この微小物質捕捉フィルターは、耐熱性、耐薬品性を有することが好ましい。分離操作において熱処理を行ったり、使用する溶液又は懸濁液が酸性又はアルカリ性であったり、する場合においても、このような物理的及び化学的耐久性が良好であることで、安定して分離、捕捉操作を行うことができる。
【００２５】
［微小物質捕捉フィルターの製造方法］
本発明の微小物質捕捉フィルターは、例えば、分相ガラスを経由して製造する方法や、機械的に均一で微細な貫通孔を形成する方法等により製造できる。以下、分相ガラスを経由して製造する方法を１つの例として説明する。
【００２６】
この分相ガラスを経由する製造方法は、材料となるガラス板を加熱処理により分相させる分相熱処理工程と、分相したガラス体を酸処理等により可溶部分を溶解して、ガラス板を多孔質化させる多孔質化工程と、により行うことができる。以下、各工程について説明する。
【００２７】
まず、ここで使用する材料となるガラス板は、スピノーダル分解により相分離するガラスから構成されるものであれば特に限定されない。このようなガラスとしては、例えば、酸化ケイ素−酸化ホウ素−アルカリ金属酸化物、酸化ケイ素−酸化ホウ素−アルカリ金属酸化物に、アルカリ土類金属酸化物、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムの少なくとも１種が含有したもの、酸化ケイ素−リン酸塩−アルカリ金属酸化物、酸化ケイ素−酸化ホウ素−酸化カルシウム−酸化マグネシウム−酸化アルミニウム−酸化チタン、等の組成を有するガラスが挙げられる。
【００２８】
より具体的には、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＣａＯ−ＭｇＯ系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−Ｋ２Ｏ−ＣａＯ−ＭｇＯ系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＭｇＯ系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ−Ｎａ２Ｏ−ＣａＯ系、ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ−Ｋ２Ｏ−ＣａＯ−ＺｒＯ２系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ系、ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−ＣａＯ−ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＯ２系、等のガラスが挙げられる。
【００２９】
なかでも、酸化ケイ素−酸化ホウ素−アルカリ金属酸化物を母組成とするガラスが好ましく、さらに、このガラス中における酸化ケイ素の含有量が４５〜８０ｍｏｌ％が好ましく、５０〜８０ｍｏｌ％がより好ましく、５５〜８０ｍｏｌ％がさらに好ましく、６０〜７０ｍｏｌ％が特に好ましい。
【００３０】
スピノーダル分解により相分離するガラスは、分相性を有しているガラスである。分相性とは、酸化ケイ素−酸化ホウ素−アルカリ金属酸化物を有するホウケイ酸系ガラスの場合を例に挙げると、加熱処理によって、ガラス内部で酸化ケイ素リッチ相とアルカリ金属酸化物−酸化ホウ素リッチ相とに、相分離することをいう。
【００３１】
一般的に、上記のようなガラスを加熱処理することにより、ガラスを相分離させることができる。この加熱処理は、その加熱温度と処理時間に応じて形成される分相状態が変化するため、所望の特性が得られる条件に設定すればよい。加熱温度を大きくするほど、処理時間を長くするほど、分相状態が進行するため、結果としてより細孔径の大きい多孔質ガラスが得られる。また、加熱温度の変化は分相の進行に大きな影響を与えるが、処理時間の変化は分相の進行に影響が小さいため、所望の細孔径を得る場合は、加熱温度で大まかな範囲を定め、処理時間で緻密な制御を行うと良い。例えば、加熱温度を４００〜８００℃の範囲内とし、１０分〜２００時間、さらには１０分〜１００時間の範囲で処理することが好ましく、この条件は、特に、上記のホウケイ酸系ガラスにおいて好ましいものである。
【００３２】
ガラスを製造する際に、原料溶解時の融液の段階で相分離しているものは、溶解時の加熱が分相加熱処理を含んでいるため、上記のような個別の分相加熱処理を省略できる。
【００３３】
次いで、分相されたガラス（分相ガラス）を酸処理することにより、酸可溶成分であるアルカリ金属酸化物−酸化ホウ素リッチ相を酸溶液と接触させ、溶解除去する。ここで使用される酸溶液としては、上記可溶成分を溶解できるものであれば特に限定されず、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、酢酸等の有機酸、またそれらの組合せ等が挙げられ、中でも、塩酸、硝酸等の無機酸が好ましい。
【００３４】
このような酸溶液としては、水溶液であることが好ましく、酸濃度は任意のｐＨに適宜設定すればよい。この酸処理においては、その溶液の温度を室温から１００℃の範囲とし、処理時間は１０分〜２００時間程度、さらには１０分〜１５０時間程度とすればよい。酸濃度が高い場合、又は温度が高い場合、リーチング処理が短時間で行えるが、リーチングによるガラスの割れや反りの頻度が増大する。これを防ぐため、酸溶液にアンモニウム塩、硼砂などの無機塩を添加する処理を行ってもよい。
【００３５】
さらに、酸処理を行ったガラスに対して、アルカリ溶液及び熱水の少なくとも１種による洗浄処理を行ってもよい。この洗浄処理は、酸処理により生じた残渣を溶解、除去することを目的に行う。なお、その際に、酸化ケイ素が加水分解等により除去され、多孔質化が促進される場合もあり、多孔質化の度合いの調整のために用いることもできる。特に、アルカリ溶液は多孔質化の度合いの調整に有効であり、熱水は残渣の溶解、除去に有効である。従って、アルカリ溶液処理及び熱水処理を両方行う場合には、アルカリ溶液処理を行った後に熱水処理を行うのがよい。このようにアルカリ溶液処理の後、熱水処理を行うと、エッチング後の残渣の除去が効果的になされ、ガラス基板の透過率を向上させることができる。
【００３６】
ここで使用されるアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、アンモニア等のアルカリ溶液が挙げられ、アルカリ水溶液であることが好ましい。このアルカリによる洗浄処理は、アルカリ溶液のアルカリ濃度が０．０１〜２．０ｍｏｌ／Ｌ（０．０１〜２．０規定）の範囲内、特には０．１〜２．０ｍｏｌ／Ｌ（０．１〜２．０規定）の範囲内で適宜設定すればよい。このアルカリ処理においては、その溶液の温度を１０〜６０℃で行うことが好ましく、処理時間は５分〜１０時間、特には５分〜２時間とすることが好ましい。
【００３７】
また、熱水としては、不純物の少ない純水等を使用し、５０〜９０℃に加熱したものを使用し、処理時間は５分〜２時間とすることが好ましい。
【００３８】
ここで、アルカリ溶液での処理及び熱水での処理は、いずれか１つを行えばよいが、両方を行ってもよい。このように、酸処理後、アルカリ溶液及び熱水の少なくとも１種による洗浄処理を行うことで、スピノーダル分解により相分離して形成された、酸溶解部分が、酸処理により溶解され孔となり、この孔が一方の主面から他方の主面にまでほぼ等しい孔径で連結した貫通連続孔として形成される。
【００３９】
この酸処理や、それに追加するアルカリ及び熱水処理の処理時間により、ガラス体の多孔質化される度合いが変化し、それぞれの処理を長く行うことで細孔の大きさを調節することができる。したがって、所望の大きさの細孔が得られるように、処理条件を適宜変更すればよい。
【００４０】
また、分相条件及び酸処理等の処理時間により、ガラス板の強度が変化する。最適な分相条件は、ガラス組成に依存するが、最適な分相条件を見出すには、例えばＴ−Ｔ−Ｔ曲線を調べることが有効である。Ｔ−Ｔ−Ｔ曲線で明らかになる、分相の最も進みやすい温度域よりも、例えば１００℃程度低い温度域で分相を進めることで、孔径を小さくすることができる。酸処理等の溶解処理は、それぞれの処理時間を長く行うことでやはり強度が低くなる傾向がある。したがって、溶液中の微小物質の分離に使用でき強度を確保するように、分相条件、酸処理等の処理条件を適宜変更すればよい。すなわち、ガラス板の組成、分相熱処理条件（温度と時間）、多孔質化条件（液種、液組成、液濃度、処理温度、処理時間）によって調整することができる。
【００４１】
さらに、微小物質捕捉フィルターにその他の物理的、化学的機能を付与するには、例えば、多孔質化した後、表面にポリマーや無機膜をディップコーティング、スピンコーティング、スパッタリング、インクジェッティングなどにより塗布することで、フィルター表面に所定の機能層を形成すればよい。この機能層としては、表面の親水性を改善してフィルタリング性能を向上させたり、特定物質のみを捕捉する吸着特異性を付与したり、特定物質をフィルター表面に吸着しにくくしたりするなど形成する機能層の種類により所望の特性を有するガラス基板を得ることができる。
【００４２】
捕捉する対象である微小物質が細胞外小胞である場合、細胞外小胞がフィルターに接着して剥がれなくなることを防ぐ観点から、タンパク質付着防止剤から形成された被覆層を有する細胞捕捉フィルターを用いるのが好ましい。この被覆層は、タンパク質付着防止剤をそのまま塗布して形成してもよく、溶媒または分散媒等の媒体に分散させた後、媒体を除去する等して形成してもよい。ここで、タンパク質付着防止剤として、生体親和性基を有する構成単位を有するポリマーを用いることができる。具体的には、ポリエチレングリコール、２−メタクロイルオキシエチルホスホリルコリンを構成単位とする重合体の他、ＷＯ２０１６／００２７９６に記載される生体親和性基を有する含フッ素重合体を用いることができる。
【００４３】
［微小物質捕捉方法］
次に、本発明の微小物質捕捉フィルターを適用した微小物質捕捉方法について説明する。
【００４４】
本発明の微小物質の捕捉方法は、溶液又は懸濁液中に含まれる平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を、多孔質ガラスからなるガラス基板に導入し、前記ガラス基板により前記微小物質を分離、捕捉する方法である。
このとき、使用するガラス基板の有する細孔の平均細孔径が、微小物質の平均粒子径の３０〜５００％の範囲内であり、かつ、体積基準で、細孔の９０％以上が、その細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％の範囲内に含まれる。
ここで、捕捉は、微小物質を含有する溶液又は懸濁液を捕捉手段である上記微小物質捕捉フィルター上に供給し、固液分離を行うものである。この固液分離により、液体は微小物質捕捉フィルターを通過し、捕捉手段を通液させて液体をこの捕捉手段の下部から排出される。一方、固体成分である微小物質は、微小物質捕捉フィルターの細孔を通過できず、その表面及び細孔内の少なくとも一方に捕捉される。
【００４５】
なお、このとき固液分離を効率的に行うことができるように、分離前の溶液又は懸濁液の粘度を２×１０−３Ｐａ・ｓ以下となるように調製することが好ましい。このような粘度とするための液体成分としては、水、アルコール等が挙げられる。
【００４６】
また、この捕捉において圧力をかける場合には、その圧力は０．１〜１００ＭＰａとするのが好ましい。この圧力を０．１ＭＰａ以上とすることで固液分離を促進でき、また、１００ＭＰａ以下とすることで、微小物質捕捉フィルターの破損を抑制できる。
【００４７】
［微小物質観察用ガラス基板］
本発明の微小物質観察用ガラス基板は、溶液又は懸濁液中に含まれる平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を分離、捕捉可能な板状のガラス基板である。この微小物質観察用ガラス基板は、微小物質と液体とを固液分離可能とするため、多数の細孔を有する多孔質ガラスからなる。
【００４８】
この微小物質観察用ガラス基板としては、上記説明した微小物質捕捉フィルターのうち、フィルター上での表面観察に好適なものが挙げられる。以下、微小物質観察用ガラス基板について説明するが、微小物質捕捉フィルターと共通する構成要件のうち、特に説明のないものの好ましい態様は、微小物質捕捉フィルターと同一である。
【００４９】
本発明の観察対象となる微小物質の平均粒子径は１０〜５００ｎｍであり、好ましくは５０〜１５０ｎｍである。本明細書において、この微小物質の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法、顕微鏡観察によって測定された体積基準の粒度分布から求められる５０％積算値（Ｄ５０）である。微小物質としては、例えば、石綿、カーボンブラック、インク、コロイド粒子、ウィルスや、アルブミン、抗体、エクソソーム等の生体分子等が挙げられる。
【００５０】
本発明の微小物質観察用ガラス基板は、このような微小物質を分離、捕捉する対象としているため、多数の細孔を有する多孔質ガラスで構成される。
【００５１】
ここで、微小物質観察用ガラス基板の有する細孔の平均細孔径は５〜５５０ｎｍであり、好ましくは１０〜３００ｎｍ、さらに好ましくは２０〜２００ｎｍ、特に好ましくは５０〜１５０ｎｍである。ここで、平均細孔径は、ガス吸着法により窒素吸着等温線からＢＨＪ法により求められる細孔径分布に基づいて定まるピークトップの細孔径をさす。
【００５２】
また、この平均細孔径は、分離、捕捉対象となる微小物質の平均粒子径の３０〜１１０％（すなわち、微小物質の平均粒子径を基準（１００％）としたときの割合が３０〜１１０％）の範囲が好ましい。より好ましくは５０〜１１０％、さらに好ましくは６０〜１１０％である。平均細孔径を微小物質の平均粒子径に対して１１０％以下（平均粒子径以下）とすることで、ガラス基板上に確実に微小物質を捕捉でき、その後の微小物質の観察を効率的に行うことができる。また、平均細孔径を微小物質の平均粒子径の３０％より大きくすることで、過度に小さい細孔径を有することがなくなるため、圧力損失を抑えることができ、微小物質を効率的に分離することができる。また、目的とする微小物質より過度に小さい平均粒子径を持つ物質を通過させ、対象となる微小物質のみを捕捉することが可能となる。
【００５３】
さらに、上記平均細孔径は、分離、捕捉対象となる微小物質の平均粒子径の３０〜１００％（すなわち、微小物質の平均粒子径を基準（１００％）としたときの割合が３０〜１００％）の範囲が好ましい。より好ましくは、５０〜１００％、さらに好ましくは６０〜１００％である。平均細孔径を微小物質の平均粒子径に対して１００％以下（平均粒子径以下）とすることで、ガラス基板上により確実に微小物質を捕捉でき、その後の微小物質の観察を効率的に行うことができる。
【００５４】
体積基準で、微小物質観察用ガラス基板における細孔の９０％以上は、細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％（すなわち、ピークトップの細孔径を基準（１００％）としたときの割合が６０〜１４０％）の範囲内に含まれる。これは、ピークトップの細孔径を基準（０％）としたときは、±４０％内に入ると言い換えることもできる（なお、このときの割合を算出する基準は上記と同様ピークトップの細孔径である）。細孔径分布の分布幅が狭いことで、安定して効率的に微小物質を分離、捕捉できる。さらには、上記細孔の９５％以上が、細孔径分布におけるピークトップの細孔径の６０〜１４０％の範囲内に含まれることが好ましい。
【００５５】
また、微小物質観察用ガラス基板の表面平均細孔径の標準偏差は、微小物質の平均粒子径の６０％以下の大きさ（すなわち、微小物質の平均粒子径を１００％としたときの６０％以下の大きさ）が好ましい。より好ましくは５０％以下、さらに好ましくは４０％以下である。このような標準偏差とすることで、捕捉対象物が同じ高さでトラップされるようになり、後述する観察手段による観察を良好に行うことができる。
【００５６】
なお、表面平均細孔径の標準偏差は、下記の方法によって求めたものである。
すなわち、微小物質観察用ガラス基板表面を走査型電子顕微鏡で観察し、画像データを得る。さらに、この画像データを画像解析ソフトウェア「Ｉｍａｇｅ  Ｊ」によって解析する。そして、得られた解析結果から表面平均細孔径及び標準偏差を算出する。この画像データの解析にあたって２値化処理を行うが、その際に閾値を選定する方法としては、判別分析法、Ｋｉｔｔｌｅｒ法、モード法、Ｐタイル法、３σ法などがある。本発明のようなガラス基板においては、モード法又はＫｉｔｔｌｅｒ法が好ましい。より詳しくは、実施例に記載された方法によって測定できる。
なお、この測定方法による表面平均細孔径及び標準偏差は、上記平均細孔径と必ずしも一致しない。これは、平均細孔径がガス吸着法によるバルク全体の平均情報であるのに対し、この測定方法で得られる表面平均細孔径は表面の細孔径のみを評価しているためである。例えば、熱処理及び酸処理によって多孔質ガラスを得る場合、処理は常に表面から行われていくため、バルク表面から内部へ進むに従って、細孔径分布はわずかに変化していくのである。
【００５７】
この微小物質観察用ガラス基板は、後述する微小物質の観察を、容易、かつ、確実に行うために、自家蛍光が小さいことが好ましく、例えば、波長４００ｎｍ〜８００ｎｍの量子変換効率は５％以下が好ましく、３％以下がより好ましく、１％以下が特に好ましい。なお、本明細書における量子変換効率は、励起光を照射したときの、発光としてサンプルから出されたフォトン数と、サンプルにより吸収されたフォトン数との比率で表され、フォトン数は積分球法で測定する。
【００５８】
［微小物質観察用ガラス基板の製造方法］
本発明の微小物質観察用ガラス基板は、上記微小物質捕捉フィルターで説明した製造方法と同一の方法により製造できる。
【００５９】
なお、本実施形態においては、分相させて酸処理を行ったガラスに対して、アルカリ溶液処理及び熱水処理の両処理を施すのが好ましい。その際、アルカリ溶液処理を行った後に熱水処理を行うのがよい。このようにアルカリ溶液処理の後、熱水処理を行うと、エッチング後の残渣の除去が効果的になされ、ガラス基板の光透過率を向上させることができ、観察時におけるノイズ等が効果的に減少する。
【００６０】
次に、本発明の微小物質観察用ガラス基板を適用した、微小物質観察装置及び微小物質観察方法について図面を参照しながら説明する。
【００６１】
［微小物質観察装置］
本発明の微小物質観察装置は、溶液又は懸濁液中に含まれる平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を分離、捕捉するフィルターとして、上記の微小物質観察用ガラス基板を有する捕捉手段と、微小物質観察用ガラス基板の表面に捕捉された微小物質を観察するための観察手段と、を有するものである。
【００６２】
この微小物質観察装置について、図１を参照しながら説明する。この図１に示した微小物質観察装置１０は、微小物質観察用ガラス基板１１ａを有する捕捉手段１１と、この微小物質観察用ガラス基板１１ａの表面を観察するための光学顕微鏡１２と、を有して構成される。
【００６３】
ここで、捕捉手段１１は、上記のように微小物質観察用ガラス基板１１ａを固液分離用のフィルターとして有する。したがって、例えば、捕捉手段１１の上方から微小物質を含有する溶液又は懸濁液を流入させ、捕捉手段１１を通液させて液体をこの捕捉手段１１の下方から排出すると、微小物質を微小物質観察用ガラス基板１１ａの表面に捕捉することができる。
【００６４】
なお、この微小物質観察用ガラス基板１１ａは、その細孔径が小さく、単に溶液又は懸濁液をガラス基板上に供給しただけでは通液が困難であるため、圧力をかけて通液させることが一般的である。圧力をかけるにあたっては、供給した溶液又は懸濁液側からポンプ等の使用により加圧してもよいし、遠心分離機等により遠心力を加えて加圧してもよい。ただし、溶液量がごく少量の場合、もしくは溶液の粘度が水と同等以下の場合は、毛細管現象による浸透のみでガラス基板へ流入させることも可能である。
【００６５】
なお、捕捉手段１１は、上記のように微小物質観察用ガラス基板１１ａの一方に溶液又は懸濁液を供給し、収容する空間を有するように、ガラス、樹脂、ゴム等の材質で形成された筒状や管状の部材を使用し、その内部に微小物質観察用ガラス基板１１ａを固定して形成することが好ましい。
【００６６】
また、観察手段１２は、捕捉手段１１で微小物質を捕捉した微小物質観察用ガラス基板１１ａの表面を観察して、捕捉された微小物質の性状等を調べるものである。この観察手段１２としては、例えば、電子顕微鏡、光学顕微鏡等が挙げられる。また、観察対象の微小物質を蛍光染色、もしくは蛍光物質を付与してラベル化する場合、蛍光顕微鏡が好ましい。特に対象の微小物質が生体物質である場合、蛍光顕微鏡が好適に用いられる。
【００６７】
この観察手段１２は、ろ過手段１１により得られた表面に微小物質を捕捉した微小物質観察用ガラス基板１１ａを固定する基板固定台１２ｂと、固定された微小物質観察用ガラス基板１１ａの表面を観察する光学機構１２ａと、からなる。
【００６８】
なお、上記説明では、捕捉手段１１としては、微小物質観察用ガラス基板１１ａを１つ設けた例を記載して説明したが、異なる平均細孔径を有する他の微小物質観察用ガラス基板を設けたり、本発明の微小物質観察用ガラス基板には該当しないが、異なる平均細孔径を有するガラスフィルターや樹脂フィルターを設けたり、してもよい。このように異なる細孔径を有するフィルターを組み合わせることで、溶液又は懸濁液中に含有する大きさの異なる粒子を段階的に分離、捕捉することができる。
【００６９】
［微小物質観察方法］
本発明の微小物質観察方法は、平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を含有する溶液又は懸濁液を、上記の微小物質観察用ガラス基板により固液分離する捕捉工程と、捕捉工程により得られた微小物質観察用ガラス基板の表面を観察する観察工程と、を有する。
【００７０】
以下、図１の微小物質観察装置を使用する場合を例に、本発明の微小物質観察方法について説明する。
【００７１】
捕捉工程は、微小物質を含有する溶液又は懸濁液を捕捉手段１１の内部に導入し、微小物質観察用ガラス基板１１ａにより固液分離を行うものである。この固液分離により、液体は微小物質観察用ガラス基板１１ａを通過し、下部から排出される。一方、固体成分である微小物質は、微小物質観察用ガラス基板１１ａの細孔を通過できず、その表面または細孔内に捕捉される。
【００７２】
なお、このとき固液分離を効率的に行うことができるように、分離前の溶液又は懸濁液の粘度を２×１０−３Ｐａ・ｓ以下となるように調製することが好ましい。このような粘度とするための液体成分としては、水、アルコール等が挙げられる。
【００７３】
また、捕捉工程において捕捉手段１１に圧力をかける場合には、その圧力は０．１〜１００ＭＰａとするのが好ましい。この圧力を０．１ＭＰａ以上とすることで固液分離を促進でき、また、１００ＭＰａ以下とすることで、微小物質観察用ガラス基板１１の破損を抑制できる。
【００７４】
また、観察工程は、捕捉工程で微小物質を捕捉した微小物質観察用ガラス基板１１ａの表面を観察して、捕捉された微小物質の性状等を調べる工程である。この観察工程を行うにあたっては、まず、捕捉手段１１から微小物質観察用ガラス基板１１ａを取り外し、図１の破線で示したように観察手段１２へ移動させ、その基板固定台１２ｂ上に固定する。そして、この固定された微小物質観察用ガラス基板１１ａを光学機構１２ａにより観察し、性状等の情報を得る。
【実施例】
【００７５】
以下、本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの記載によって何ら限定されるものではない。なお、例１〜４、６〜８が実施例、例５が比較例である。【００７６】
（例１）
原料であるＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３、Ｎａ２ＣＯ３の各粒子を、酸化物基準のモル百分率表示で、ＳｉＯ２  ６５％、Ｂ２Ｏ３  ２７％、Ｎａ２Ｏ  ８％の３成分系組成（ＳｉＯ２−Ｂ２Ｏ３−Ｎａ２Ｏ）となるように混合して、ガラス原料  ９００ｇを得た。
このガラス原料を、白金製るつぼに入れ、抵抗加熱式電気炉により１５００℃に加熱し、溶融した。４時間、脱泡、均質化を行った後、得られた溶融ガラスを型材に流し込み、〔ガラス転移点（Ｔｇ：４８６℃）＋５０℃〕の温度から３０℃／分の速度で室温まで冷却し、ガラスブロックを得た。【００７７】
このガラスブロックを、６００℃で３時間加熱処理することにより分相処理を行った。この分相したガラスブロックを切断、研削し、最後に両面を鏡面に加工して、直径７ｍｍφ、厚みが０．５ｍｍの板状ガラスと、直径７ｍｍφ、厚みが１．０ｍｍの板状ガラスの、２種類の板状ガラスを得た。
次に、これら板状ガラスを、１ＮのＨＮＯ３に１６時間浸漬してリーチング処理した後、１ＮのＮａＯＨ及び６０℃の熱水で洗浄して、微小物質観察用のガラス基板１Ａ（厚さ  ０．５ｍｍ）及びガラス基板１Ｂ（厚さ  １．０ｍｍ）を得た。【００７８】
得られたガラス基板の、フィルター種類、分相処理条件（熱処理温度、熱処理時間）に加え、平均細孔径、細孔径分布における分布幅、表面細孔径の標準偏差、板厚、主面の面積、（面積／板厚／Log１０（平均細孔径（ｎｍ））、５０ｎｍビーズ捕捉率、１００ｎｍビーズ補足率、３５０ｎｍビーズ捕捉率の各特性について調べ、併せて表１に示した。ここで、細孔径分布幅はピークトップを０％とした。【００７９】
（試験例１）
［ビーズ捕捉率の測定］
平均粒子径が５０ｎｍ、３５０ｎｍの蛍光ビーズを、それぞれ水に分散した分散溶液を調製した。次に、得られたガラス基板を円筒状のチューブ内に固定し、内部を密閉できるようにして、５００μＬの分散溶液が処理可能な捕捉手段を作成した。【００８０】
これらの捕捉手段に、上記調製した分散溶液をそれぞれ５００μＬ収容し、遠心分離機により１００００Ｇ（圧力  １．３ＭＰａ）で１０分間遠心分離処理をした。その後、ろ過液の蛍光強度をプレートリーダーにより測定し、それぞれの蛍光ビーズの捕捉率を算出した。その結果を表１に併せて示した。【００８１】
また、上記試験例１で得られた捕捉手段からガラス基板を取り出し、ガラス基板表面を蛍光顕微鏡で観察したところ、全てのガラス基板において捕捉された蛍光ビーズが確認できた。【００８２】
（例２〜例４）
分相処理の条件（熱処理温度）を表１に示したものとした以外は、例１と同様の操作により微小物質観察用のガラス基板を得た。得られたガラス基板をそれぞれガラス基板２Ａ〜３Ａ（厚さ０．５ｍｍ）、ガラス基板２Ｂ〜４Ｂ（厚さ１．０ｍｍ）とする。【００８３】
（例５）
比較例として、市販の樹脂製のフィルターを用意した。この樹脂製のフィルターは、ＥｘｏＭｉｒ（コスモ・バイオ株式会社製、商品名）に用いられている２種類のフィルターの、ボトムフィルターを例５の樹脂フィルターとして、特性を評価したものである。
また、ＥｘｏＭｉｒにおいて、樹脂製のフィルターを評価するフィルターのみ（１種類のフィルターを有するもの）として捕捉手段を作製した。
この捕捉手段については、付属の手動ポンプにより完全に通液を行った。ろ過液の蛍光強度をプレートリーダーにより測定し、蛍光ビーズの捕捉率を算出した。その結果を表１に併せて示した。なお、この樹脂製のフィルターは強度が弱く、また表面が平滑でないため、蛍光顕微鏡による観察は困難であった。【００８４】
（例６〜例８）
例１で得られたガラスブロックを、表２に記載の所定温度及び所定時間で加熱処理することにより分相処理を行った。この分相したガラスブロックを切断、研削し、最後に両面を鏡面に加工して、５ｍｍ×２０ｍｍで厚みが０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍの板状ガラスを得た。【００８５】
次に、これら板状ガラスを、１ＮのＨＮＯ３に１６時間浸漬してリーチング処理した後、１ＮのＮａＯＨ及び６０℃の熱水で洗浄して、ガラス基板Ｃ（厚さ  ０．１ｍｍ）、ガラス基板Ｄ（厚さ  ０．５ｍｍ）及びガラス基板Ｅ（厚さ  １．０ｍｍ）を得た。【００８６】
得られたガラス基板のうち、６００℃で分相処理した厚さ１．０ｍｍのガラス基板１Ｅ（例６）、７００℃で分相処理した厚さ０．５ｍｍのガラス基板３Ｄ及び１．０ｍｍのガラス基板３Ｅ（例７）、６００℃で分相処理した厚さ０．１ｍｍのガラス基板１Ｃ（例８）について、フィルター種類、分相処理条件（熱処理温度、熱処理時間）に加え、平均細孔径、板厚、主面の面積、（面積／板厚／Log１０（平均細孔径（ｎｍ））の各特性について調べ、併せて表２に示した。さらに、これらの３点曲げ強度を測定したところ、板厚に対する主面の面積及び平均細孔径の比（面積（ｃｍ２）／板厚（ｍｍ）／Log１０（平均細孔径（ｎｍ）））が、４．５ｃｍ２／ｍｍ以下のガラス基板において高い強度を有することがわかった。【００８７】
（試験例２）
［３点曲げ強度の測定］
３点曲げ強度は、テンシロンＵＴＡ−５ｋＮ（オリエンテック社製、商品名）を用い、１０個のサンプルに対し、ＪＩＳ  Ｒ  １６０１：２００８に準じて測定した。【００８８】
【表１】
2016136978.tif 000002
【００８９】
【表２】
2016136978.tif 000003
【００９０】
［平均細孔径、細孔径分布］
細孔径分布は、ガス吸着法により窒素吸着等温線からＢＨＪ法により求めた。また、平均細孔径は、上記得られた細孔径分布に基づいて定まるピークトップの細孔径を指す。細孔径分布の分布幅は、ピークトップの細孔径を基準（１００％）として表した。【００９１】
［表面細孔径の標準偏差］
表面細孔径の標準偏差は、以下に示すようにして測定した。各サンプルの表面を走査型電子顕微鏡で観察し、画像データを得た。さらに、この画像データを画像解析ソフトウェア「Ｉｍａｇｅ  Ｊ」によって画像処理、解析した。
・画像処理
まず、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察により得られた画像を、画像解析ソフトウェア（アメリカ国立衛生研究所［ＮＩＨ］オープンソース、名称「Ｉｍａｇｅ  Ｊ」）を用いて２値化を行った。
ガラス構造がＳＥＭ画像上で明部で表示されるため、２値化においては、まず明暗反転を実施し、ガラス構造が暗部で表示されるようにした。その後、ガラス構造が際立つように、明るさ及びコントラストを補正し、また、閾値を設定することによって、ガラス構造のみを選択し、２値化画像を得た。閾値を選定する方法には、Ｋｉｔｔｌｅｒ法を用いた。
・画像解析
次に、得られた２値化画像を横断するように水平線を引き、線上におけるガラスとガラスの距離、すなわち細孔幅を計測した。なお、水平線は１画像につき少なくとも５本以上取り、また、計測点は５０点以上とした。本実施例のガラスはスピノーダル分相の性質により、その構造がランダムであるため、画像において表示される面積が異なり得ると考えられる。しかしながら、本方法においては、その形状にかかわらず、上記の操作により一律に解析した。
上記のように条件設定して画像解析により求めた細孔幅から、表面平均細孔径及び標準偏差を算出した。【００９２】
以上のとおり、本発明の微小物質観察用ガラス基板は、液体又は懸濁液中に含まれる平均粒子径１０〜５００ｎｍの微小物質を確実に捕捉できる。このような微小物質の固液分離においては、液体を通液させるために圧力損失を不必要に増大させないことが求められるが、本発明のガラス基板は、これらの特性も良好なものであることがわかった。また、この微小物質観察用ガラス基板を用いた微小物質の観察装置及び観察方法は、捕捉した微小物質をそのまま観察できるため、微小物質の観察、検査等を効率的に行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明の微小物質観察用ガラス基板は、微小物質の捕捉、観察が可能な微小物質観察用ガラス基板であり、微小物質の捕捉、観察に好適である。さらに、この微小物質観察用ガラス基板は、微小物質よりも大きな粒子径を有する物質の捕捉にも適用できる。
【符号の説明】
【００９４】
１０…微小物質観察装置、１１…捕捉手段、１１ａ…微小物質観察用ガラス基板、１２…観察手段、１２ａ…光学機構、１２ｂ…基板固定台。
【図１】
2016136978.tif 000004
【国際調査報告】
2016136978.tif 000005
2016136978.tif 000006
2016136978.tif 000007
2016136978.tif 000008