[发明专利]流路装置以及包含流路装置的样品处理装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流路装置以及包含该流路装置的样品处理装置(在此“样品”是指样品液)。本发明例如可以对样品中包含的分子进行逐个鉴定(包含说明、检测、化验、测定)或分离(包含分级(sorting))。

背景技术

目前，在从样品中分离希望的分子时，公知的是使用色谱技术。该方法重复分子对被称为分离载体的物质的吸附和脱离，以通过随机过程中的迁移率的差异使分子分离(例如，参照专利文献1)。更具体而言，例如，使包含各种分子的样品流向装满多孔性的粒子(分离载体)的筒(这种装满分离载体的单元称为“柱”)。于是，比多孔性的孔小的分子能够进入上述孔，但比孔大的分子不能进入孔而绕过。即，比孔小的分子由于进出孔，因而其移动速度变慢，比孔大的分子由于不进入孔，因而可以迅速移动。通过该移动速度的差异使分子分离。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-279028号公报

发明概要

发明要解决的课题

但是，在专利文献1公开的这种现有的使用色谱的方法中，理论上(即使在理想的条件下)不能使希望的分子100％分离。这是由于分子进出分离载体的孔是进行布朗运动的分子偶然地(这种偶然是随机过程)进出孔。另外，由于大小接近的分子以相同方式进出孔，因此，区别它们比较困难。另外，根据现有的手法，可以达到从多种分子中分离出数种的程度，但不可能将所有分子完全分离。

本发明提供一种根据与上述依赖于这种孔的尺寸的机械原理完全不同的原理，可以对分子进行逐个鉴定或分离的技术。

解决课题的手段

最近，随着加工技术进步，能够获得截面大小为纳米尺寸的流路，即纳米尺寸流路。

另外，本发明人操作纳米尺寸的分子例如生物分子，并构想通过结合两者，使「包含纳米尺寸的分子的样品」流过纳米尺寸流路，从而可以使上述分子逐个流过。另外，本发明人着眼于上述分子的电性质。该性质还包含在给予分子电刺激时或该给予期间该分子呈现的电性质。

其结果是，本发明人构想一种流路装置，该流路装置在使一个分子流过的纳米尺寸流路(在此，有时将纳米尺寸流路仅称为纳米尺寸流路或纳米流路)的附近配置至少一个电极对。根据该构想，发明了一种流路装置，其具有使一个分子流过的纳米尺寸流路，在该纳米尺寸流路的附近配置有至少一个电极对，且其具有用于向所述电极施加交流电压的交流电源(第一基本发明)。

图1A是表示最简单结构的流路装置之一的概略平面图。从上面看纳米流路12。纳米流路12的周边为基板。如图1A所示，纳米流路可以形成于基板上，或者也可以形成于管的内部，但不限于此。经由电极对E1、E2由交流电源(AS)向分子逐一施加交流电压，其结果是能够测定逐个流过纳米流路的分子的电性质。由此，能够逐一鉴定分子。在该情况下，由于使用交流电压，因此，能够高灵敏度、高精度地进行鉴定。鉴定的意义扩大，使得对分子的状态，例如，分子的立体结构(构造)及其动态变化(动态)进行检测也包含于鉴定中。

这样，如果可以鉴定(检测)一个分子，则在流路的出口能够特定地捕捉该一个分子。因此，本发明的流路装置可以用于从样品只分离特定的分子。

另外，分子通过受到电刺激(电信号)往往显示固有的力学行为。在上述情况下，如果在本发明的流路装置的出口准备多个分支流路(可以是纳米尺寸，也可以比纳米尺寸大)，则通过逐个给予流过流路的分子特定的电刺激，来将例如显示第一力学行为的第一种分子作为其结果诱导至第一分支流路，例如将显示第二力学行为的第二种分子作为其结果诱导至第二分支流路。

因此，本发明提供一种流路装置，其具备：使一个分子流过的纳米流路、分支部、及多个分支流路(第二基本发明)。分支流路的截面的大小为从纳米到微米的尺寸。

图1B是表示具有多个分支流路12a、12b的流路装置之一的概略平面图。其为对分离有用的流路装置。从上面看纳米流路12。纳米流路12的周边为基板。纳米流路12的出口侧(面向图的右侧)经由分支部分支成两个分支流路12a、12b，流路整体为Y字形。在该情况下，电极对为，i)夹住纳米流路12的电极E1和E2、或ii)配置于纳米流路12附近的电极E1和配置于分支流路的电极E3、或iii)配置于纳米流路12附近的电极E2和配置于分支流路的电极E4。

通过在电极对(E2和E4的对、或E2和E1的对)之间施加规定电压来给予包含于样品中的规定分子M电刺激，由此，将分子M诱导至分支流路12b。