(57)【要約】【課題】ターゲット物質捕獲用フィルタを提供する。【解決手段】ターゲット物質を含む流体が流入される流入口１１２と、流体の少なくとも一部が排出される排出口１１４と、流入口１１２と連結された第１流路１１６と、排出口１１４と連結された第２流路１５２と、第１流路１１６と第２流路１５２との間に配され、第１流路１１６に流れる流体の少なくとも一部を少なくとも一つの開口に落下させて、前記流体を濾過して前記ターゲット物質を捕獲するフィルタ部１３２と、を備えるターゲット物質捕獲用フィルタである。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ターゲット物質を含む流体が流入される流入口と、
前記流体の少なくとも一部が排出される排出口と、
前記流入口と連結された第１流路と、
前記排出口と連結された第２流路と、
前記第１流路と前記第２流路との間に配され、前記第１流路に流れる流体の少なくとも一部を少なくとも一つの開口に落下させて、前記流体を濾過して前記ターゲット物質を捕獲するフィルタ部と、を備える、ターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項２】
前記第１流路に流れる流体の進行方向と、前記第２流路に流れる流体の進行方向とは、互いに平行であることを特徴とする請求項１に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項３】
前記第１流路に流れる流体の進行方向と、前記フィルタ部で落下された流体の進行方向とは、互いに垂直であることを特徴とする請求項１または２に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項４】
前記フィルタ部は、一次元または二次元アレイ状に配された複数の開口を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項５】
前記第１流路内に配されて、前記第１流路に流れる流体を制御する流体抵抗部をさらに備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項６】
前記流体抵抗部は、菱形及びダイヤモンド形態のうち少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項５に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項７】
前記流体抵抗部は、前記第１流路の内部側に突出して形成されることを特徴とする請求項５または６に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項８】
第１基板と、
前記第１基板と離隔して配された第２基板と、
前記第１基板の下面及び前記第２基板の上面に接する第３基板と、
前記第１基板の下面をエッチングして形成された第１流路と、
前記第２基板の表面をエッチングして形成された第２流路と、
前記第３基板を貫通して少なくとも一つの開口が形成され、前記第１流路に流れる流体のうちターゲット物質を前記開口により濾過して捕獲し、前記流体のうち少なくとも一部を前記第２流路に流す、フィルタ部と、を備えるターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項９】
前記第１基板を貫通して前記第１流路に接する流入口をさらに備えることを特徴とする請求項８に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項１０】
前記第１基板及び前記第３基板を貫通して前記第２流路に接する排出口をさらに備えることを特徴とする請求項８または９に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項１１】
前記第２基板を貫通して前記第２流路に接する排出口をさらに備えることを特徴とする請求項８または９に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項１２】
前記開口は、多角形、円形及び楕円形のうち少なくとも一つの形状に形成されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項１３】
前記開口の幅は、前記ターゲット物質の直径より小さいことを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項１４】
前記開口の長さは、前記ターゲット物質の直径より大きいことを特徴とする請求項１２に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項１５】
前記ターゲット物質は、前記フィルタ部の一領域上に蓄積されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項１６】
前記ターゲット物質は、前記フィルタ部のうち前記ターゲット物質の速度が減る領域に蓄積されることを特徴とする請求項１〜１５に記載のターゲット物質捕獲用フィルタ。
【請求項１７】
請求項１ないし１６のうちいずれか１項に記載のターゲット物質捕獲用フィルタの流入口に流体が流れる工程を含む、ターゲット物質の捕獲方法。
【請求項１８】
ターゲット物質捕獲用フィルタの製造方法において、
第１基板の下面に第１流路と、相互に離隔して配されて前記第１基板を貫通する流入口及び排出口とを形成する工程と、
第２基板内にフィルタ部を形成する工程と、
第３基板の表面に第２流路を形成する工程と、
前記第１基板と第３基板との間に前記第２基板を配する工程と、を含み、
前記フィルタ部は、前記第２基板を貫通する少なくとも一つの開口を含み、
前記第２基板は、前記第１基板の下面及び前記第３基板の表面に接し、
前記第１流路は、前記流入口及び前記フィルタ部と連結されており、
前記第２流路は、前記フィルタ部及び前記排出口と連結された、ターゲット物質捕獲用フィルタの製造方法。
【請求項１９】
前記第１流路は、フォトリソグラフィ工程によって、前記第１基板の下面に形成されることを特徴とする請求項１８に記載のターゲット物質捕獲用フィルタの製造方法。
【請求項２０】
前記第２基板と前記第３基板とを接したのち、前記第３基板内に前記第２流路を形成することを特徴とする請求項１８または１９に記載のターゲット物質捕獲用フィルタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ターゲット物質捕獲用フィルタに係わり、さらに詳細には、三次元ターゲット物質捕獲用フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
癌は、早期発見が重要であるので、速くて簡便で、かつ正確な検査方法を見い出すために、多くの研究が進められている。最近では、血液内に含まれている循環腫瘍細胞（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｔｕｍｏｒ  Ｃｅｌｌ：ＣＴＣ）を血液から捕獲して癌を診断する方法が提案されている。しかし、ＣＴＣは、１０９個の細胞中で僅かに１個が発見されるほど、その量がたいへん少ないため、捕獲が非常に難しい。例えば、乳癌の場合には、血液約７．５ｍｌ中に約５個未満のＣＴＣが発見され、大腸癌の場合には、血液約７．５ｍｌ中に約３個未満のＣＴＣが発見される。したがって、正確な癌診断のためには、微量のＣＴＣを消失させずに捕獲することが重要である。それだけでなく、ＣＴＣは、簡単に死滅するため、細胞に悪影響を及ぼす環境を最小化しながら捕獲が行われねばならない。
【０００３】
ＣＴＣの捕獲は、例えば、血液内の赤血球及び白血球を流し出し、ＣＴＣだけをこし出すターゲット物質捕獲用フィルタを利用する。そのターゲット物質捕獲用フィルタは、一般的に血液が流れる微細流路内に、柱状の複数の複雑なパターンが形成された構造を有する。それにより、比較的サイズの小さい赤血球及び白血球は、パターンの間を通過できるが、サイズの大きいＣＴＣは、パターンの間に捕獲される。しかし、このような構造のターゲット物質捕獲用フィルタでは、捕獲されたＣＴＣによって、流路が閉塞される恐れがある。一旦、閉塞が発生すれば、ＣＴＣにストレスが作用して、ＣＴＣが損傷される可能性があり、ＣＴＣと共に白血球が捕獲されて、分析効率が低下し、分析時間が延びる恐れもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】韓国公開特許第２００９−００４９４１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、流体を三次元流れにして、流体内のターゲット物質を安全に捕獲できるターゲット物質捕獲用フィルタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を達成するために、一類型によるターゲット物質捕獲用フィルタは、ターゲット物質を含む流体が流入される流入口と、前記流体の少なくとも一部が排出される排出口と、前記流入口と連結された第１流路と、前記排出口と連結された第２流路と、前記第１流路と前記第２流路との間に配され、前記第１流路に流れる流体の少なくとも一部を少なくとも一つの開口に落下させて、前記流体を濾過して前記ターゲット物質を捕獲するフィルタ部と、を備える。
【０００７】
そして、前記第１流路に流れる流体の進行方向と、前記第２流路に流れる流体の進行方向とは、互いに平行である。前記第１流路に流れる流体の進行方向と、前記第２流路に流れる流体の進行方向とは、前記第１流路と前記第２流路との間に配されたフィルタ部の厚さ以上離隔して並んでいる。
【０００８】
また、前記第１流路に流れる流体の進行方向と、前記フィルタ部から落下する流体の進行方向とは、互いに垂直である。
【０００９】
そして、前記フィルタ部は、少なくとも一つの開口を含む。前記フィルタ部は、一つ以上の開口を有する基板である。前記基板は、平板（ｐｌａｔｅ）または膜の形態を有する。前記開口の長さ、すなわち、第１流路または第２流路方向の長さは、前記開口の幅、すなわち、第１流路または第２流路方向と垂直である方向の長さより長い。前記開口の深さ、すなわち、前記基板の厚さに当たる長さは、前記ターゲット物質を通過させるものならば、特に限定されない。例えば、前記深さは、５ｕｍないし５０ｕｍである。すなわち、前記開口は、第１流路または第２流路方向に長めの形状である。また、前記フィルタ部は、一次元または二次元アレイ状に配された開口を有する。一次元アレイは、第１流路または第２流路方向に長めの形状の開口が、並んで１列に配されたものである。二次元アレイは、第１流路または第２流路方向に長めの形状の開口が、並列に２つ以上配されたものである。
【００１０】
そして、前記開口は、多角形、円形及び楕円形のうち少なくとも一つの形状に形成される。
【００１１】
また、前記開口の幅は、ターゲット物質以外の物質を通過させることができる。前記開口の幅は、前記ターゲット物質の直径より小さい。
【００１２】
そして、前記開口の長さは、前記ターゲット物質の直径より大きい。
【００１３】
また、前記ターゲット物質は、前記フィルタ部の一領域上に蓄積される。
【００１４】
そして、前記ターゲット物質は、前記フィルタ部のうち、前記ターゲット物質の速度が減る領域に蓄積される。
【００１５】
また、前記第１流路内に配されて、前記第１流路に流れる流体を制御する流体抵抗部をさらに含む。
【００１６】
そして、前記流体抵抗部は、菱形及びダイヤモンドの形状のうち少なくとも一つを含む。
【００１７】
また、前記流体抵抗部は、前記第１流路の内部側に突出して形成される。
【００１８】
一方、他の類型によるターゲット物質捕獲用フィルタは、第１基板と、第１基板と離隔して配された第２基板と、前記第１基板の下面及び前記第２基板の下面に接する第３基板と、前記第１基板の下面をエッチングして形成された第１流路と、前記第２基板の表面をエッチングして形成された第２流路と、前記第３基板を貫通して形成され、前記第１流路に流れる流体のうちターゲット物質を捕獲し、前記流体のうち少なくとも一部を前記第２流路に流すフィルタ部と、を備える。
【００１９】
そして、前記第１基板を貫通して、前記第１流路に接する流入口をさらに備える。
【００２０】
また、前記第１基板及び前記第３基板を貫通して、前記第２流路に接する排出口をさらに備える。
【００２１】
そして、前記第２基板を貫通して、前記第２流路に接する排出口をさらに備える。
【００２２】
また、前記フィルタ部は、少なくとも一つの開口を備える。
【００２３】
そして、前記開口は、多角形、円形及び楕円形のうち少なくとも一つの形状に形成される。
【００２４】
また、前記開口の幅は、前記ターゲット物質の直径より小さい。
【００２５】
そして、前記開口の長さは、前記ターゲット物質の直径より大きい。
【００２６】
また、前記ターゲット物質は、前記フィルタ部の一領域上に蓄積される。
【００２７】
そして、前記ターゲット物質は、前記フィルタ部のうち前記ターゲット物質の速度が減る領域に蓄積される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、ターゲット物質捕獲用フィルタは、フィルタ部を通過する流体の進行方向と、フィルタ部で捕獲されるターゲット物質の進行方向とを異ならせて、フィルタ部に加えられる圧力変化を最小化できる。したがって、圧力変化が最小化するため、捕獲されたターゲット物質の損傷を防止することができる。
【００２９】
また、捕獲されたターゲット物質は、フィルタ部の一部領域に蓄積されるため、ターゲット物質の分析が容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施形態によるターゲット物質捕獲用フィルタを概略的に示す斜視図である。
【図２】図１に示すターゲット物質捕獲用フィルタの分解斜視図である。
【図３】図１に示すターゲット物質捕獲用フィルタの概略的な断面図であって、上記ターゲット物質捕獲用フィルタをＡ−Ａ’方向に切断した断面図である。
【図４Ａ】本発明の一実施形態によるフィルタ部上で、流体のｙ軸方向の速度を測定した結果を示す図面である。
【図４Ｂ】本発明の一実施形態によるフィルタ部上で、流体のｘ軸方向の速度を測定した結果を示す図面である。
【図５】本発明の一実施形態によるフィルタ部の一領域に蓄積されたターゲット物質を撮影した図面である。
【図６Ａ】本発明の一実施形態によるターゲット物質捕獲用フィルタの製造方法を説明する断面図である。
【図６Ｂ】図６Ａに後続する断面図である。
【図６Ｃ】図６Ｂに後続する断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｃに後続する断面図である。
【図６Ｅ】図６Ｄに後続する断面図である。
【図７】本発明の他の実施形態によるターゲット物質捕獲用フィルタの分解斜視図である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態によるターゲット物質捕獲用フィルタの分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、添付した図面を参照して、ターゲット物質を容易に捕獲できるターゲット物質捕獲用フィルタについて詳細に説明する。以下の図面で、同じ参照符号は、同じ構成要素を表し、図面上で各構成要素のサイズは、説明の明瞭性及び便宜上誇張されている。
【００３２】
まず、図１は、本発明の一実施形態によるターゲット物質捕獲用フィルタ１００の概略的な斜視図である。図２は、基板１１０，１３０，１５０の表面構造を示す本実施形態によるターゲット物質捕獲用フィルタ１００の概略的な分解斜視図である。
【００３３】
図１及び図２を参照すれば、一実施形態によるターゲット物質捕獲用フィルタ１００は、検査される流体が流入される流入口１１２と、検査された流体が排出される排出口１１４と、流入口１１２と連結され、流入口１１２を通じて流入された流体が流れる第１流路１１６と、排出口１１４と連結され、排出口１１４に流体が流れる第２流路１５２と、第１流路１１６と第２流路１５２との間に配され、第１流路１１６から流れる流体を落下させて、上記流体を濾過してターゲット物質を捕獲するフィルタ部１３２とを備える。
【００３４】
本発明のターゲット物質捕獲用フィルタに流れる流体は、第１流路１１６、フィルタ部１３２及び第２流路１５２を流れる時、進行方向が異なる。例えば、第１流路１１６に流れる流体の進行方向と第２流路１５２に流れる流体の進行方向とを互いに平行にすることができる。前記第１流路に流れる流体の進行方向と、前記第２流路に流れる流体の進行方向とは、前記第１流路と、前記第２流路との間に配されたフィルタ部の厚さ以上に離隔させて、互いに平行である。そして、第１流路１１６に流れる流体の進行方向と、フィルタ部１３２で落下する流体の進行方向とは、互いに垂直である。
【００３５】
本実施形態によるターゲット物質捕獲用フィルタ１００は、例えば、前述した流入口１１２、排出口１１４、第１流路１１６、フィルタ部１３２、第２流路１５２、が形成されている平らな表面を有する３枚の基板１１０、１３０、１５０を接合して形成される。
【００３６】
図２を参照すれば、まず、第１基板１１０は、第１基板１１０を貫通して形成された流入口１１２、流入口１１２と連結されており、第１基板１１０の下面をエッチングして形成された第１流路１１６、及び流入口１１２と離隔して配され、第１基板１１０を貫通して形成された排出口１１４の一部（以下、「第１排出口１１４ａ」と称する）を備える。第１基板１１０は、幅Ｗが長さＬより２倍またはそれ以上広い長方形の形態を有する。例えば、第１基板１１０の幅Ｗは、約３ｃｍ、長さＬは、約１．５ｃｍである。
【００３７】
第１基板１１０は、透明なガラスや透明なプラスチック材料で形成されうるが、必ずしもこれに限定されない。例えば、第１基板１１０は、ガラス、アクリレート（ａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリメチルアクリレート（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  ａｃｒｙｌａｔｅ）、ＰＭＭＡ（Ｐｏｌｙｍｅｔｈｙｌ  Ｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ）、ポリカーボネート（Ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリスチレン（Ｐｏｌｙｓｔｙｒｅｎｅ）、ポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）、エポキシ樹脂（Ｅｐｏｘｙｒｅｓｉｎ）、ＰＤＭＳ（Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌ  Ｓｉｌｏｘａｎｅ）、パリレン（Ｐａｒｙｌｅｎｅ）のうち少なくとも一つで形成される。
【００３８】
第２基板１３０は、第１流路１１６に流れる流体のうちターゲット物質を捕獲し、残りを通過させるフィルタ部１３２を備える。フィルタ部１３２は、第２基板１３０を貫通する少なくとも一つの開口１３３を有する。前記フィルタ部は、一つ以上の開口を有する基板である。前記基板は、平板（Ｐｌａｔｅ）または膜の形態を有する。前記開口の長さ（図２に示すｌ１）、すなわち、第１流路または第２流路方向の長さは、前記開口の幅（図２に示すｗ１）、すなわち、第２基板１３０上において第１流路または第２流路方向と垂直である方向の長さより長い。前記開口の深さ、すなわち、前記基板の厚さに当たる長さは、前記ターゲット物質を通過させるものならば、特に限定されない。例えば、前記深さは、５ｕｍないし５０ｕｍである。すなわち、前記開口は、第１流路または第２流路方向に長い形態である。
【００３９】
前記開口１３３は、多角形、円形及び楕円形のうち少なくとも一つの形状に形成される。図２には、開口１３３が矩形状に形成される場合について示されている。しかし、開口１３３の形状は、これに限定されない。前記開口１３３の幅は、前記ターゲット物質の直径未満であり、前記開口の幅は、ターゲット物質以外の物質を通過させる。そして、ターゲット物質は、開口１３３を通過せず、フィルタ部１３２上に蓄積される。また、開口１３３の長さは、前記ターゲット物質の直径を超える。開口１３３の長さは、ターゲット物質の直径より長いため、ターゲット物質によるフィルタ部１３２の閉塞（Ｃｌｏｇｇｉｎｇ）が防止される。例えば、開口１３３の幅は、数ｕｍないし数百ｕｍであり、開口１３３の長さは、数十ｕｍないし数ｍｍである。
【００４０】
また、フィルタ部１３２は、一次元または二次元アレイ状に配された複数の開口１３３を有する。一次元アレイは、第１流路または第２流路方向に長い形態の開口が並んで一列に配されている。二次元アレイは、第１流路または第２流路方向に長い形態の開口が並んで一列に配されたものが、さらに並列に２列以上配されている。
【００４１】
また、第２基板１３０は、フィルタ部１３２と離隔して配されて第２基板１３０を貫通して形成された排出口１１４の残り（以下、「第２排出口１１４ｂ」と称する）を含む。第２基板１３０も、第１基板１１０と同じ幅Ｗ及び長さＬを有する。しかし、第２基板１３０の幅及び長さは、これに限定されない。第２基板１３０は、第１基板１１０と幅または長さが異なってもよい。
【００４２】
第２基板１３０は、ガラス、石英、透明プラスチック、ポリマー、シリコン、ポリシロキサン（Ｐｏｌｙｓｉｌｏｘａｎｅｓ）、ポリウレタン（Ｐｏｌｙｕｒｅｔｈａｎｅｓ）、ポリシリコン−ポリウレタン、ゴム、エチレン−ビニルアセテート共重合体（Ｅｔｈｙｌｅｎｅ−Ｖｉｎｙｌａｃｅｔａｔｅ  Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ）、フェノリックニトリルゴム（Ｐｈｅｎｏｌｉｃｎｉｔｒｉｌｅ  Ｒｕｂｂｅｒ）、スチレンブタジエンゴム（Ｓｔｈｙｒｅｎｅｂｕｔａｄｉｅｎｅ  Ｒｕｂｂｅｒ）、ポリエーテル−ブロック−アミド（Ｐｏｌｙｅｔｈｅｒ−Ｂｌｏｃｋ−Ａｍｉｄｅｓ）、及びポリオレフィン（Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｓ）のうち少なくとも一つで形成される。
【００４３】
第３基板１５０は、第３基板１５０の表面をエッチングして形成された第２流路１５２を含む。第２流路１５２の一端は、フィルタ部１３２と連結され、他端は、第２排出口１１４ｂと連結される。第３基板１５０も、第１基板１１０と同じ幅Ｗ及び長さＬを有する。しかし、必要に応じて、第３基板１５０が第１基板１１０より大きいか、または小さいこともある。第３基板１５０は、捕獲された細胞や粒子を観察できるように、透明なガラス、石英、プラスチック、ポリマーなどの材料で形成される。
【００４４】
一方、前記第１流路１１６は、流入口１１２と連結される領域である第１端部１１６ａ、フィルタ部１３２と連結される領域である第２端部１１６ｂ、及び前記第１端部１１６ａと第２端部１１６ｂとの間の領域である第１中心部１１６ｃを有する。図２に示されたように、第１端部１１６ａ及び第２端部１１６ｂのそれぞれは、流入口１１２及びフィルタ部１３２に対応する形態を有する。そして、第１中心部１１６ｃは、テーパ状に形成される。例えば、第１中心部１１６ｃは、第１端部１１６ａから第２端部１１６ｂに向かって次第に広くなる。したがって、第１中心部１１６ｃは流入口１１２からフィルタ部１３２に向けて広くなる流路を画定する。たとえば、第１中心部１１６ｃは、長さより幅がさらに広く形成される。また、第２端部１１６ｂの幅と長さの比は、３：１またはそれ以上であり、１００：１以下である。この場合、流体の流速が過度に速くなることを防止でき、フィルタ部１３２に加えられる圧力を低下させることができる。
【００４５】
そして、第２流路１５２は、排出口１１４と連結される領域である第３端部１５２ａ、フィルタ部１３２と連結される領域である第４端部１５２ｂ、及び前記第３端部１５２ａと第４端部１５２ｂとの間の領域である第２中心部１５２ｃを有する。図２に示されたように、第３端部１５２ａ及び第４端部１５２ｂのそれぞれは、流入口１１２及びフィルタ部１３２に対応する形態を有する。そして、第２中心部１５２ｃは、テーパ状に形成される。例えば、第２中心部１５２ｃは、第３端部１５２ａから第４端部１５２ｂに向かって次第に狭くなる。そして、排出口１１４に流体が容易に排出される。
【００４６】
図３は、図１に示す前述した構造を有するターゲット物質捕獲用フィルタ１００の概略的な断面図であって、上記ターゲット物質捕獲用フィルタ１００をＡ−Ａ’方向に切断した断面図である。図３を参照して、ターゲット物質捕獲用フィルタ１００の動作を説明する。例えば、流入口１１２を通じて流体が流入されれば、流体は、第１流路１１６、フィルタ部１３２、第２流路１５２に沿って排出口１１４に流れる。ここで、本実施形態において、流体は、例えば血液流体である。第１流路１１６の高さ、すなわち、第１基板１１０の下面にエッチングされて形成された面と、第２基板１３０の表面との間隔は、流体が容易に流れるサイズである。例えば、第１流路１１６の高さは、約５０ｕｍである。このために、第１基板１１０の下面をエッチングする時、約５０ｕｍの深さにエッチングする。
【００４７】
ターゲット物質捕獲用フィルタ１００の長手方向に進行した流体は、フィルタ部１３２上に隣接する。この時、流体のうち開口１３３の幅より小さい物質は、開口１３３を通過して第２流路１５２に落下する。例えば、前記第１流路に流れる流体の進行方向と前記フィルタ部から落下した流体の進行方向とは、互いに垂直である。
【００４８】
前記第１流路に流れる流体の進行方向と前記第２流路に流れる流体の進行方向とは、互いに平行である。
【００４９】
一方、開口１３３の幅より長い直径のターゲット物質は、フィルタ部１３２にかかる。例えば、開口１３３の幅が１０ｕｍである時、血液流体内の赤血球（ＲＢＣ：Ｒｅｄ  Ｂｌｏｏｄ  Ｃｅｌｌ）は、直径が約７〜８ｕｍであり、厚さが約１〜２ｕｍである平たい円盤型であるため、フィルタ部１３２、すなわち、開口１３３を通過することができる。一方、直径が約２０ｕｍであって、開口１３３の幅より大きいＣＴＣ（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ  Ｔｕｍａｒ  Ｃｅｌｌ）は、開口１３３を通過できず、フィルタ部１３２に捕獲される。
【００５０】
一方、フィルタ部１３２上の流体は、フィルタ部１３２の位置によって速度が異なる。
図４Ａは、本発明の一実施形態によるフィルタ部１３２上で、流体のｙ軸方向の速度を測定した結果を示した図面であり、図４Ｂは、本発明の一実施形態によるフィルタ部１３２上で流体のｘ軸方向の速度を測定した結果を示した図面である。ｘ軸方向は第１流路１１６と平行な方向であり、ｙ軸方向は第１流路１１６と垂直な方向である。
【００５１】
図４Ａ及び図４Ｂで、横軸は、流入口１１２側から排出口１１４側への開口１３３の長さ（アークの長さ）を表し、縦軸は、流体の速度を表す。例えば、流入口１１２から流入された流体が開口１３３に接する地点である開口１３３の一端を第１領域１３３ａとし、第１領域１３３ａと対向する開口の他端を第２領域１３３ｂとする。図４Ａに示したように、流体は、第１領域１３３ａから第２流路１５２側に速度が急増し、開口１３３の中間領域では、一定速度を維持する。そして、流体は、第２領域１３３ｂ側に行くほど速度が急減して、第２領域１３３ｂで０となる。また、図４Ｂに示したように、流体は、第１領域１３３ａから第２領域１３３ｂ側に速度が急増し、開口１３３の中間領域では、速度がない。そして、流体は、第２領域１３３ｂの付近で速度が再び少し増加してから減少した。
【００５２】
図４Ａ及び図４Ｂに示すように、流体は、開口１３３の第１領域１３３ａから第２流路１５２及び第２領域１３３ｂ側に最大の力を受けるので、ほとんどの流体は、第１領域１３３ａでフィルタ部１３２を通過する。一方、開口１３３の幅より大きいサイズのターゲット物質は、第１領域１３３ａから第２領域１３３ｂに移動して、第２領域１３３ｂの付近では、力を受けない。したがって、ターゲット物質は、速度が減少して、第２領域１３３ｂの付近で蓄積される。
【００５３】
また、開口１３３の長さは、ターゲット物質の直径に比べて非常に長い。そして、フィルタ部１３２の一部領域をターゲット物質が塞いでいても、開口１３３には、流体が通過可能な十分な空間がある。したがって、フィルタ部１３２は閉塞されない。
【００５４】
そして、ターゲット物質が蓄積された領域には、流体の流速及び流圧が殆どないので、捕獲されたターゲット物質が、流速及び流圧によって損傷されることが殆ど発生しない。
【００５５】
それだけでなく、ほとんどの流体は、第１領域１３３ａでフィルタ部１３２を通過するので、連続的に流入される流体と、第２領域１３３ｂに蓄積されたターゲット物質とは、衝突しない。そして、ターゲット物質が、流体の衝突によって損傷または劣化することを防止でき、ターゲット物質の回収率を高めることができる。
【００５６】
また、本実施形態によるターゲット物質捕獲用フィルタ１００は、捕獲されたターゲット物質の観察にも便利である。ターゲット物質が捕獲されたか否か及び捕獲されたターゲット物質の個数は、一直線状に形成されているフィルタ部１３２のエッジに沿って顕微鏡で観察すれば知ることができる。図５は、本発明の一実施形態によるフィルタ部１３２の一領域に蓄積されたターゲット物質を撮影した図面である。図５に示されたように、フィルタ部１３２に捕獲されたターゲット物質は、フィルタ部１３２のエッジに蓄積されていることが分かる。
【００５７】
次いで、図６Ａないし図６Ｅを参照して、本発明の一実施形態によるターゲット物質捕獲用フィルタ１００の製造方法を説明する。
【００５８】
図６Ａに示されたように、第１基板１１０の表面及び下面上にエッチングマスク層３１０，３２０を形成する。第１基板１１０は、透明なガラスや透明なプラスチック材料で形成されるが、必ずしもこれに限定されない。例えば、第１基板１１０は、アクリレート、ポリメチルアクリレート、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリイミド、エポキシ樹脂、ＰＤＭＳ、パリレンのうち少なくとも一つで形成される。
【００５９】
エッチングマスク層３１０，３２０をフォトリソグラフィ工程でパターニングする。そして、ＨＦ（フッ酸）溶液で第１基板１１０をウェットエッチングして、第１流路１１６を形成する。第１流路１１６の形成時、ターゲット物質の損傷を防止するために、第１流路１１６のうち流体の進行方向が変更される領域は、曲線に形成することができる。
【００６０】
そして、第１基板１１０からエッチングマスク層３１０，３２０を除去した後、図６Ｂに示されたように、第１基板１１０を貫通する流入口１１２及び第１排出口１１４ａを形成する。流入口１１２及び第１排出口１１４ａは、サンドブラスト（Ｓａｎｄｂｌａｓｔ）工程を通じて形成される。流入口１１２と第１排出口１１４ａとは、相互に離隔して配されるように形成される。そして、流入口１１２は、第１流路１１６と接するように形成し、第１排出口１１４ａは、第１流路１１６と接しないように形成する。
【００６１】
次いで、第３基板１５０上に第２基板１３０を形成する。第２基板１３０は、シリコン、ポリシロキサン、ポリウレタン、ポリシリコン−ポリウレタン、ゴム、エチレン−ビニルアセテート共重合体、フェノリックニトリルゴム、スチレンブタジエンゴム、ポリエーテル−ブロック−アミド、及びポリオレピンのうち少なくとも一つで形成され、第３基板１５０および第１基板１１０は、ガラス、アクリレート、ポリメチルアクリレート、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリイミド、エポキシ樹脂、ＰＤＭＳ、パリレンで形成される。また、第２基板１３０と第３基板１５０とは、一つのＳＯＧ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）ウェハーである。
【００６２】
そして、図６Ｃに示されたように、第２基板１３０を貫通する第２排出口１１４ｂ及びフィルタ部１３２を形成する。例えば、ＳＯＧウェハーをフォトリソグラフィ工程でパターニングする。そして、ＤＲＩＥ（Ｄｅｅｐ  Ｒｅａｃｔｉｖｅ  Ｉｏｎ  Ｅｔｃｈｉｎｇ）工程でシリコン層に第２排出口１１４ｂ及びフィルタ部１３２を形成する。フィルタ部１３２は、少なくとも一つの開口１３３を含む。開口１３３の幅は、ターゲット物質の直径未満である。そして、ターゲット物質は、開口１３３を通過することができない。一方、開口１３３の長さは、ターゲット物質の直径を超える。例えば、少なくとも一つの開口１３３は、一次元アレイ状である。しかし、これに限定されない。少なくとも一つの開口１３３は、二次元アレイ状でありうる。第２排出口１１４ｂは、少なくとも一つの開口１３３と離隔して配されるように形成される。
【００６３】
また、図６Ｄに示されたように、第３基板１５０の一部をエッチングして、第２流路１５２を形成する。第２流路１５２は、一端は、フィルタ部１３２と連結され、他端は、第２排出口１１４ｂと連結されるように形成する。例えば、第１排出口１１４ａ及びフィルタ部１３２が形成されたＳＯＧウェハーをＨＦ溶液でウェットエッチングする。
【００６４】
その後、図６Ｅに示されたように、流入口１１２、第１流路１１６及び第１排出口１１４ａが形成された第１基板１１０を、第２排出口１１４ｂ及び少なくとも一つの開口１３３が形成された第２基板１３０に結合させる。陽極接合工程を利用して、第１基板１１０と第２基板１３０とを結合させる。このように、エッチング工程を利用して、ターゲット物質捕獲用フィルタ１００を容易に生産できる。
【００６５】
一方、ターゲット物質捕獲用フィルタ１００は、第１流路１１６に流れる流体を制御する手段をさらに含む。
【００６６】
図７は、本発明の他の実施形態によるターゲット物質捕獲用フィルタ２００の概略的な斜視図である。図７のターゲット物質捕獲用フィルタ２００は、第１流路１１６の内部側に突出して形成された流体抵抗部１１８をさらに備える。流体抵抗部１１８によって、図７に示されたように、流入口１１２から流入された流体は、流体抵抗部１１８と第１流路１１６の内壁との間に形成された２個の狭い微細チャネル１１９ａ，１１９ｂを通じて、第１流路１１６のエッジ側に流れる。その後、流体は、第１流路１１６のエッジから中央に流れる。
【００６７】
このような流体抵抗部１１８は、流入口１１２に流された流体の速度及び流線（Ｓｔｒｅａｍ  Ｌｉｎｅ）の分布を制御することができる。例えば、流体抵抗部１１８は、流入口１１２から流入された流体が、直接第１流路１１６に流れることを防止して、流体の速度を減少させ、第１流路１１６での流体の速度を一定範囲内に維持させることができる。また、流体抵抗部１１８は、流体の流線を第１流路１１６内で均等に分布可能にし、各流線の長さを同じようにできる。したがって、流体抵抗部１１８によって、流体が第１流路１１６に沿って均等に流れ、フィルタ部１３２の、ある特定領域への流体の集中を防止できる。
【００６８】
図７に示されたように、前記流体抵抗部１１８は、菱形またはダイヤモンドの形状を有するが、必ずしもこれに限定されない。例えば、流体抵抗部１１８の形態は、三角形、四角形などの多角形でもあり、円形、楕円形、扇形、流線型または前記形状を組み合わせた形態でもよい。
【００６９】
また、図１及び図７には、第１基板１１０に流入口１１２と排出口１１４とが共に形成されていると示されているが、これは、単純な一例に過ぎない。流入口１１２と排出口１１４とは、他の基板に形成されることもある。図８は、本発明の他の実施形態によるターゲット物質捕獲用フィルタ３００を示した断面図である。図８に示されたように、流入口１１２は、第１基板１１０を貫通して第１流路１１６と接するように形成され、排出口１１４は、第３基板１５０を貫通して第２流路１５２と接するように形成されてもよい。
【００７０】
以上、本発明の理解を助けるために、ターゲット物質捕獲用フィルタについての例示的な実施形態が説明され、添付した図面に示された。しかし、このような実施形態は、単に本発明を例示するためのものであり、これに制限されないという点を理解せねばならないであろう。そして、本発明は、図示されて説明された説明に限定されないという点を理解せねばならないであろう。したがって、当業者ならば、多様な他の変形が可能であるということが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明は、疾病早期発見関連の技術分野に好適に適用可能である。
【符号の説明】
【００７２】
１１０  第１基板、
１１２  流入口、
１１４  排出口、
１１４ａ  第１排出口、
１１４ｂ  第２排出口、
１１６  第１流路、
１１６ａ  第１端部、
１１６ｂ  第２端部、
１１６ｃ  第１中心部、
１３０  第２基板、
１３２  フィルタ部、
１３３  開口、
１５０  第３基板、
１５２  第２流路、
１５２ａ  第３端部、
１５２ｂ  第４端部、
１５２ｃ  第２中心部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図７】
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【図８】
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