特開 2023-5959 流路型デバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023005959

(43)【公開日】2023-01-18

(54)【発明の名称】流路型デバイス

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/10 20060101AFI20230111BHJP

   C12M 1/34 20060101ALI20230111BHJP

   C12M 1/42 20060101ALI20230111BHJP

   G01N 37/00 20060101ALI20230111BHJP

   G01M 3/16 20060101ALI20230111BHJP

【ＦＩ】

G01N27/10

C12M1/34 B

C12M1/42

G01N37/00 101

G01M3/16 L

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021108281

(22)【出願日】2021-06-30

(71)【出願人】

【識別番号】000207551

【氏名又は名称】株式会社ＳＣＲＥＥＮホールディングス

(71)【出願人】

【識別番号】515279762

【氏名又は名称】株式会社ＡＦＩテクノロジー

(74)【代理人】

【識別番号】100135013

【弁理士】

【氏名又は名称】西田 隆美

(72)【発明者】

【氏名】浦川 哲

(72)【発明者】

【氏名】大代 京一

【テーマコード（参考）】

2G060

2G067

4B029

【Ｆターム（参考）】

2G060AA05

2G060AE11

2G060AF03

2G060AF06

2G060AG10

2G060FA01

2G060FA10

2G060FA15

2G060HC15

2G060KA05

2G067AA21

2G067BB02

2G067CC01

2G067DD23

2G067DD24

4B029AA07

4B029CC01

4B029FA15

4B029GB10

(57)【要約】

【課題】流路からの液漏れを有効に検出することができる技術を提供する。
【解決手段】流路型デバイスは、基板２１と、流路カバー２５と、一対の検出用電極４１ａ，４１ｂとを備える。流路カバー２５は、基板２１に取り付けられている。流路カバー２５は、基板２１とともに、液体を流通させることが可能な流路３１を形成する。検出用電極４１ａ，４１ｂは、基板２１と流路カバー２５との間に配置されている。検出用電極４１ａ，４１ｂは、基板２１の上面２１１において、流路３１よりも外側に配置されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流路型デバイスであって、
基板と、
前記基板に取り付けられており、前記基板とともに、液体を流通させることが可能な流路を形成する流路カバーと、
前記基板と前記流路カバーとの間に配置されており、前記基板の上面において、前記流路よりも外側に配置されている一対の検出用電極と、
を備える、流路型デバイス。

【請求項2】

請求項１に記載の流路型デバイスであって、
前記一対の検出用電極が、前記流路に沿って配置されている、流路型デバイス。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載の流路型デバイスであって、
前記流路は、液体を注入するための開口を有しており、
前記一対の検出用電極が、前記開口の周囲に配置されている、流路型デバイス。

【請求項4】

請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の流路型デバイスであって、
前記一対の検出用電極は、櫛歯状電極をそれぞれ有し、
前記一対の検出用電極の一方の前記櫛歯状電極が、前記一対の検出用電極の他方の前記櫛歯状電極とかみ合うように配置されている、流路型デバイス。

【請求項5】

請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の流路型デバイスであって、
前記流路は、
第１方向に延びる第１流路と、
前記第１方向と交差する方向に延びており、前記第１流路と合流する第２流路とを有し、
前記一対の検出用電極が、前記第１流路と前記第２流路との合流地点の周囲であって、前記第１流路と前記第２流路との間に配置されている、流路型デバイス。

【請求項6】

請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の流路型デバイスであって、
前記基板と前記流路カバーとの間に配置され、少なくとも一部が前記流路と重なる一対の主電極、
をさらに備える、流路型デバイス。

【請求項7】

請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の流路型デバイスであって、
前記一対の検出用電極間の抵抗成分を測定する測定部、
をさらに備える、流路型デバイス。

【請求項8】

請求項７に記載の流路型デバイスであって、
前記一対の検出用電極間に交流電圧を印加する交流電源、
をさらに備える、流路型デバイス。

【請求項9】

請求項８に記載の流路型デバイスであって、
前記交流電源は、前記一対の検出用電極間に１００Ｈｚ以下の交流電圧を印加可能である、流路型デバイス。

【請求項10】

請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の流路型デバイスであって、
前記流路に液体を供給する送液ポンプ、
をさらに備える、流路型デバイス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流路型デバイスに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、ライフサイエンス分野においては、流路型デバイス、特に、マイクロスケールの流路型デバイスが注目されている。流路型デバイスは、例えばマイクロリアクターなどの微小空間での化学合成を行うものから、微小電極を複合した遺伝子解析を行うもの、電気的に細胞・菌などを分離して捕集するものなど、様々な用途で利用されている。

【0003】

例えば、特許文献１のマイクロ流路型デバイスは、マイクロスケールの溝が形成された流路カバーと、基板とで構成されている。流路カバーは、例えば、ＰＤＭＳ（ジメチルポリシロキサン）で構成されている。基板の表面には、微小電極が配置されている。上記溝が形成された流路カバーが基板に接着されることによって、基板上に流路が形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１７－１３４０２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、流路に液体を注入した際、流路内に異物が混入することによって、流路が詰まる場合がある。流路が詰まると、流路内の圧力増加によって、流路カバーが基板から剥がれ、液漏れが発生する場合がある。液漏れが発生した場合、流路の送液性能（流速または流量）が低下し得る。また、その液漏れ箇所が上記微小電極付近である場合には、電流リークが発生したり、電極性能（例えば、誘電泳動力）自体の低下が発生し得る。このため、流路からの液漏れを有効に検出する技術が求められている。

【0006】

本発明の目的は、流路からの液漏れを有効に検出することができる技術を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するため、第１態様は、流路型デバイスであって、基板と、前記基板に取り付けられており、前記基板とともに、液体を流通させることが可能な流路を形成する流路カバーと、前記基板と前記流路カバーとの間に配置されており、前記基板の上面において、前記流路よりも外側に配置されている一対の検出用電極とを備える。

【0008】

第２態様は、第１態様の流路型デバイスであって、前記一対の検出用電極が、前記流路に沿って配置されている。

【0009】

第３態様は、第１態様または第２態様の流路型デバイスであって、前記流路は、液体を注入するための開口を有しており、前記一対の検出用電極が、前記開口の周囲に配置されている。

【0010】

第４態様は、第１態様から第３態様のいずれか１つの流路型デバイスであって、前記一対の検出用電極は、櫛歯状電極をそれぞれ有し、前記一対の検出用電極の一方の前記櫛歯状電極が、前記一対の検出用電極の他方の前記櫛歯状電極とかみ合うように配置されている。

【0011】

第５態様は、第１態様から第４態様のいずれか１つの流路型デバイスであって、前記流路は、第１方向に延びる第１流路と、前記第１方向と交差する方向に延びており、前記第１流路と合流する第２流路とを有し、前記一対の検出用電極が、前記第１流路と前記第２流路との合流地点の周囲であって、前記第１流路と前記第２流路との間に配置されている。

【0012】

第６態様は、第１態様から第５態様のいずれか１つの流路型デバイスであって、前記基板と前記流路カバーとの間に配置され、少なくとも一部が前記流路と重なる一対の主電極をさらに備える。

【0013】

第７態様は、第１態様から第６態様のいずれか１つの流路型デバイスであって、前記一対の検出用電極間の抵抗成分を測定する測定部をさらに備える。

【0014】

第８態様は、第７態様の流路型デバイスであって、前記一対の検出用電極間に交流電圧を印加する交流電源をさらに備える。

【0015】

第９態様は、第８態様の流路型デバイスであって、前記交流電源は、前記一対の検出用電極間に１００Ｈｚ以下の交流電圧を印加可能である。

【0016】

第１０態様は、第１態様から第９態様のいずれか１つの流路型デバイスであって、前記流路に液体を供給する送液ポンプをさらに備える。

【発明の効果】

【0017】

第１態様の流路型デバイスによると、一対の検出用電極が、流路よりも外側に配置されている。このため、流路に注入された液体が流路カバーと基板との間に漏れた場合に、その液漏れを一対の検出用電極によって電気的に検出できる。

【0018】

第２態様の流路型デバイスによると、一対の検出用電極が流路に沿って配置されていることにより、流路からの液漏れを検出できる。

【0019】

第３態様の流路型デバイスによると、内部圧力が高くなる開口の周囲に一対の検出用電極を配置することによって、開口の周囲で発生した液漏れを検出できる。

【0020】

第４態様の流路型デバイスによると、検出用電極が櫛歯状電極を有することにより、電圧を印加した場合における、電極上への液体の到達の検出感度を向上させることができる。これにより、液漏れを適切に検出できる。

【0021】

第５態様の流路型デバイスによると、内部圧力増加による液漏れが懸念される第１流路と第２流路との合流地点において、液漏れを適切に検出できる。
の液漏れを検出できる。

【0022】

第６態様の流路型デバイスによると、一対の主電極によって、流路内に電界を発生させることができる。したがって、流路に注入された液体中の対象物に、引力または斥力を作用させることができる。

【0023】

第７態様の流路型デバイスによると、一対の検出用電極間の抵抗成分の変動に基づいて、液漏れの発生を検出できる。

【0024】

第８態様の流路型デバイスによると、一対の検出用電極間に交流電圧を印加することによって、抵抗成分を測定できる。

【0025】

第９態様の流路型デバイスによると、低周波帯の交流電圧を印加することによって、低周波側で現れる液体由来のレジスタンスを早期に検出できる。

【0026】

第１０態様の流路型デバイスによると、送液ポンプによって流路に液体を供給できる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】第１実施形態に係る流路型デバイスを示す平面図である。

【図2】図１に示すＡ－Ａ線に沿う位置における流路型デバイスの概略断面図である。

【図3】図１に示す流路型デバイスの供給口とその周辺を示す部分拡大平面図である。

【図4】図３に示すＢ－Ｂ線に沿う位置における流路型デバイスの概略断面図である。

【図5】図１に示す流路型デバイスの分離流路とその周辺を示す部分拡大平面図である。

【図6】図５に示すＣ－Ｃ線に沿う位置における流路型デバイスの概略断面図である。

【図7】インピーダンスの測定例を示す図である。

【図8】第２実施形態に係る流路型デバイスを示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成要素はあくまでも例示であり、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。図面においては、理解容易のため、必要に応じて各部の寸法や数が誇張又は簡略化して図示されている場合がある。

【0029】

＜１． 第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る流路型デバイス１を示す平面図である。図２は、図１に示すＡ－Ａ線に沿う位置における流路型デバイス１の概略断面図である。流路型デバイス１は、試料である液体に含まれる回収対象を電気的に分離して捕集する装置である。液体は、例えば、血液などの体液や、生理食塩水などが想定される。また、回収対象としては、液体中に存在する物質であって、具体的には、細胞、微生物、タンパク質、核酸などが想定される。

【0030】

図１に示すように、流路型デバイス１は、基板２１と、流路カバー２５と、一対の検出用電極４１ａ，４１ｂを備える。また、流路型デバイス１は、一対の主電極３３ａ，３３ｂを備える。

【0031】

基板２１は、例えば石英ガラス製である。ただし、基板２１の材料は、石英ガラスに限定されるものではなく、適宜選択し得る。基板２１は、略矩形の平板状を有している。ただし、基板２１の形状は、適宜変更し得る。

【0032】

流路カバー２５は、例えばＰＤＭＳ（ジメチルポリシロキサン）により形成される。流路カバー２５は、例えば略直方体状である。図２に示すように、流路カバー２５は、下面に、細長に延びる凹状の流路溝２５１を有する。流路溝２５１の幅は、例えばマイクロスケールであって、１ｍｍ以下である。図１および図２に示すように、流路カバー２５の流路溝２５１は、基板２１とともに、流路３１を形成する。

【0033】

図１に示すように、流路３１は、分離流路３１１と、回収流路３１３ａ，３１３ｂとを有する。分離流路３１１および回収流路３１３ａ，３１３ｂは、直線状に延びる管状の流路である。分離流路３１１の一端は、供給口３１５に接続されている。供給口３１５は、流路３１に液体を注入するための開口である。図１に示すように、供給口３１５は、平面視において円形を有する。供給口３１５は、流路カバー２５に設けられた円形の貫通孔によって構成されている。流路３１に液体を流す場合、供給口３１５に供給チューブ３１６が接続される。

【0034】

流路３１は、分離流路３１１の他端において、回収流路３１３ａと、回収流路３１３ｂとに分岐している。回収流路３１３ａは、分離流路３１１を流れた回収対象を回収するための流路である。回収流路３１３ｂは、分離流路３１１を流れた非回収対象を回収するための流路である。回収流路３１３ｂは、回収流路３１３ａとは異なる方向に延びている。回収流路３１３ａ，３１３ｂの各一端は、分離流路３１１の他端に接続されている。回収流路３１３ａの他端は回収口３１７ａに、回収流路３１３ｂの他端は回収口３１７ｂに、それぞれ接続されている。回収口３１７ａ，３１７ｂは、回収流路３１３ａ，３１３ｂを流れた液体を回収するための開口である。回収口３１７ａ，３１７ｂは、流路カバー２５に設けられた貫通孔によってそれぞれ構成されている。回収口３１７ａ，３１７ｂには、回収チューブ３１８ａ，３１８ｂがそれぞれ接続される。

【0035】

図２に示すように、主電極３３ａ，３３ｂは、基板２１の上面２１１に配置されている。主電極３３ａ，３３ｂの上面は、絶縁保護膜２３で覆われている。絶縁保護膜２３は、例えば酸化膜（シリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）など）である。なお、絶縁保護膜２３は、窒化膜（シリコン窒化膜など）であってもよい。主電極３３ａ，３３ｂを絶縁保護膜２３で覆うことによって、主電極３３ａ，３３ｂを絶縁しつつ保護できる。

【0036】

図２に示すように、流路カバー２５は、絶縁保護膜２３の上面に配置されている。流路カバー２５の流路溝２５１が、基板２１（より詳細には、絶縁保護膜２３）で塞がれる。これにより、基板２１の上面２１１（一方側の主面）に流路３１が配置される。

【0037】

図２に示すように、主電極３３ａ，３３ｂは、基板２１と流路カバー２５との間に配置されている。主電極３３ａ，３３ｂは、第１櫛歯状電極３３１ａ，３３１ｂをそれぞれ有する。第１櫛歯状電極３３１ａ，３３１ｂは、流路３１の分離流路３１１と上下に重なるように配置されている。第１櫛歯状電極３３１ａ，３３１ｂは、等間隔に配置された複数の第１細線部３３３ａ，３３３ｂをそれぞれ有する。

【0038】

図１に示すように、第１細線部３３３ａ，３３３ｂは、分離流路３１１の延びる方向と交差する方向に延びている。具体的には、第１細線部３３３ａ，３３３ｂは、分離流路３１１の延びる方向に対して例えば１０°以上６０°以下の鋭角な角度をなすように、分離流路３１１と斜めに交差する方向に延びている。

【0039】

図２に示すように、第１細線部３３３ａ，３３３ｂは、分離流路３１１の延びる方向において等間隔に配置されている。また、分離流路３１１の延びる方向において、第１細線部３３３ａと第１細線部３３３ｂとが、間隔をあけて１本ずつ交互に配置されている。第１細線部３３３ａおよび第１細線部３３３ｂは、Ｌ／Ｓ（Ｌｉｎｅ＆Ｓｐａｃｅ）＝１００μｍ／５０μｍとなるように配置されている。なお、第１細線部３３３ａ，３３３ｂのＬ／Ｓは、任意に設定し得る。

【0040】

＜検出用電極＞
図３は、図１に示す流路型デバイス１の供給口３１５とその周辺を示す部分拡大平面図である。図４は、図３に示すＢ－Ｂ線に沿う位置における流路型デバイス１の概略断面図である。

【0041】

図３に示すように、検出用電極４１ａ，４１ｂは、流路３１の供給口３１５（開口）の周囲に配置されている。また、検出用電極４１ａ，４１ｂは、流路３１の供給口３１５の縁に沿って配置されている。

【0042】

検出用電極４１ａ，４１ｂは、第２櫛歯状電極４１１ａ，４１１ｂをそれぞれ有する。第２櫛歯状電極４１１ａ，４１１ｂは、供給口３１５に沿って配置されており、供給口３１５の縁に沿って円弧状に湾曲した形状を有する。第２櫛歯状電極４１１ａ，４１１ｂは、互いに間隔をあけつつ、互いにかみ合うように配置されている。

【0043】

より詳細には、第２櫛歯状電極４１１ａ，４１１ｂは、複数の第２細線部４１３ａ，４１３ｂをそれぞれ有する。複数の第２細線部４１３ａ，４１３ｂは、流路３１の供給口３１５のまわりに、等間隔に配置されている。また、第２細線部４１３ａ，と第２細線部４１３ｂとは、供給口３１５の縁に沿って、１本ずつ交互に配列されている。第２細線部４１３ａ，と第２細線部４１３ｂは、例えばＬ／Ｓ＝１００μｍ／５０μｍとなるように、交互に配置されている。なお、第２細線部４１３ａ，４１３ｂのＬ／Ｓは、任意に設定し得る。

【0044】

図４に示すように、検出用電極４１ａ，４１ｂは、基板２１の上面２１１に配置されている。検出用電極４１ａ，４１ｂは、基板２１と流路カバー２５との間に配置されている。また、検出用電極４１ａ，４１ｂは、基板２１の上面２１１において、流路３１（特に、供給口３１５）よりも外側に配置されている。すなわち、検出用電極４１ａ，４１ｂは、流路３１とは上下に重ならないように配置されている。

【0045】

図１に示すように、流路型デバイス１は、一対の検出用電極４１ｃ，４１ｄを２組備える。２組の検出用電極４１ｃ，４１ｄのうち、１組は、分離流路３１１に対して、分離流路３１１の延びる方向に垂直な幅方向の一方側に配置されており、もう１組は、分離流路３１１に対して幅方向の他方側に配置されている。

【0046】

図５は、図１に示す流路型デバイス１の分離流路３１１とその周辺を示す部分拡大平面図である。また、図６は、図５に示すＣ－Ｃ線に沿う位置における流路型デバイス１の概略断面図である。図５に示すように、検出用電極４１ｃ，４１ｄは、櫛歯状を有する。より具体的には、検出用電極４１ｃ，４１ｄは、複数の第２細線部４１３ｃ，４１３ｄをそれぞれ有する。第２細線部４１３ｃ，４１３ｄは、分離流路３１１の延びる方向に沿って延びている。第２細線部４１３ｃと第２細線部４１３ｄは、幅方向に１本ずつ交互に配列されている。第２細線部４１３ｃと第２細線部４１３ｄは、例えばＬ／Ｓ＝１００μｍ／５０μｍとなるように、交互に配置されている。なお、第２細線部４１３ｃ，４１３ｄのＬ／Ｓは、任意に設定し得る。

【0047】

図６に示すように、検出用電極４１ｃ，４１ｄは、基板２１の上面２１１に配置されている。検出用電極４１ｃ，４１ｄは、基板２１と流路カバー２５との間に配置されている。また、検出用電極４１ｃ，４１ｄは、基板２１の上面２１１において、分離流路３１１よりも外側に配置されている。すなわち、検出用電極４１ｃ，４１ｄは、分離流路３１１とは上下に重ならないように配置されている。

【0048】

なお、検出用電極４１ｃ，４１ｄの形状は、図５に示すものに限定されない。例えば、第２細線部４１３ｃ，４１３ｄが、分離流路３１１に沿って延びていることは必須ではなく、分離流路３１１の延びる方向と交差する方向（例えば、幅方向）に延びていてもよい。また、検出用電極４１ｃ，４１ｄが櫛歯状を有することは必須ではなく、適宜変更し得る。

【0049】

流路３１からの液漏れを早期に検出するため、検出用電極４１ｃ，４１ｄと流路３１（分離流路３１１）との間の距離はできるだけ小さいことが望ましい。基板２１に対して流路カバー２５を貼り合わせる際の、流路カバー２５の位置決め精度を考慮して、検出用電極４１ｃ，４１ｄと流路３１との間の距離は、１００μｍ以上２００μｍ以下であることが好ましい。これと同様に、検出用電極４１ａ，４１ｂと、流路３１の供給口３１５との間の距離についても、１００μｍ以上２００ｍ以下とすることが好ましい。

【0050】

＜流路型デバイス１の製造方法について＞
流路型デバイス１の製造方法について説明する。まず、真空蒸着によって、基板２１の上面２１１に所定の厚さ（例えば、１００ｎｍ）を有する電極金属の膜が成膜される。そして、フォトリソグラフィとウェットエッチングにより、電極金属の膜に所定のパターンが形成される。このパターンの形成によって、基板２１の上面２１１に、主電極３３ａ，３３ｂと、検出用電極４１ａ，４１ｂと、２組の検出用電極４１ｃ，４１ｄとが、それぞれ形成される。電極のパターン形成の後、絶縁保護膜２３の形成が行われる。具体的には、スパッタリングにより、基板２１の上面２１１および電極（主電極３３ａ，３３ｂ、検出用電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ）の上面に、所定の厚さ（例えば、２００ｎｍ）の絶縁保護膜２３であるシリコン酸化膜（ＳｉＯｘ）が成膜される。

【0051】

絶縁保護膜２３が形成されると、フォトリソグラフィとドライエッチングとにより、主電極３３ａ，３３ｂ、検出用電極４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄと電気的に接続されるパッド部が基板２１上にそれぞれ形成される。そして、流路カバー２５が、基板２１に取り付けられる。具体的には、流路カバー２５と、各電極が形成された基板２１とがプラズマ処理され、両者が貼り合わされる。流路カバー２５には、流路３１に対応する流路溝２５１が形成されている。したがって、流路カバー２５の取り付けによって、基板２１上に流路３１が形成される。流路カバー２５の幅は、基板２１の幅よりも小さい（図１）。このため、各電極のパッド部は、流路カバー２５の外側に露出される。したがって、流路カバー２５に妨げられることなく、パッド部を介して各電極を外部機器と電気的に接続できる。

【0052】

＜流路型デバイス１の使用例＞
次に、流路型デバイス１を使用例について説明する。図１に示すように、供給口３１５に供給チューブ３１６が接続され、回収口３１７ａ，３１７ｂに回収チューブ３１８ａ，３１８ｂがそれぞれ接続される。供給チューブ３１６は、回収対象を含む液体（試料）の供給源に接続されている。

【0053】

供給チューブ３１６の途中には、供給ポンプ３５（送液ポンプ）が取り付けられている。また、回収チューブ３１８ａ，３１８ｂには、回収ポンプ３７ａ，３７ｂがそれぞれ取り付けられている。供給ポンプ３５および回収ポンプ３７ａ，３７ｂは、例えばチューブポンプ（ペリスタポンプ）である。供給ポンプ３５は、分離流路３１１に液体を供給する。回収ポンプ３７ａ，３７ｂは、回収流路３１３ａ，３１３ｂを流れた液体を回収する。

【0054】

また、図１に示すように、主電極３３ａに電源部１３が接続されるとともに、主電極３３ｂが接地される。そして、電源部１３が、主電極３３ａ，３３ｂ間に、回収対象に応じた交流電圧を印加する。回収対象に応じた交流電圧は、具体的には、回収対象に対して特異的に誘電泳動力（引力）が作用する電場を発生させる周波数の電圧であって、回収対象を破壊しない程度の大きさの電圧である。

【0055】

主電極３３ａ，３３ｂ間に電圧が印加されると、流路３１に注入された液体中の回収対象が、主電極３３ａ，３３ｂの第１細線部３３３に引きつけられながら、流路３１を流れることにより、回収流路３１３ａへ回収される。これに対して、誘電泳動力が作用しないか、もしくは微弱な誘電泳動力しか作用しない非回収対象は、回収流路３１３ｂへ回収される。

【0056】

検出用電極４１ａ，４１ｂによって液漏れを検出する場合、図３に示すように、検出用電極４１ａ，４１ｂに交流電圧を印加する電源部１３が接続される。電源部１３が印加する交流電圧は、例えば周波数が１００Ｈｚ以下（好ましくは、１０Ｈｚ）、振幅が１Ｖ以下（好ましくは、０．３Ｖ）である。なお、交流電圧の条件は、これに限定されるものではなく、任意に設定し得る。

【0057】

また、図１に示すように、検出用電極４１ａ，４１ｂには、測定部１５が接続される。測定部１５は、検出用電極４１ａ，４１ｂ間を流れる電流と、検出用電極４１ａ，４１ｂ間の電圧とを検出することにより、抵抗成分を測定する。抵抗成分は、具体的にはレジスタンス、インピーダンス、またはそれらからなるインピーダンスである。測定部１５は、検出用電極４１ｃ，４１ｄにも電気的に接続されており、検出用電極４１ｃ，４１ｄ間のインピーダンスを測定することが可能である。

【0058】

＜インピーダンス測定＞
図７は、インピーダンスの測定例を示す図である。図７に示すインピーダンスの測定は、送液時に液漏れを起こすように構成された流路型デバイス１を用いて行われたものである。

【0059】

図７中右側に示すグラフＧ１０は、検出用電極４１ａ，４１ｂに印加される交流電圧の周波数を１０Ｈｚ、振幅を０．３Ｖとしたときの、時間（横軸）とインピーダンス（縦軸）の関係を示している。図７に示す時刻Ｔ１は、送液前（すなわち、液漏れが起きる前）の時間であり、時刻Ｔ２～Ｔ５は、送液開始後の液漏れが発生した段階の時間に相当する。

【0060】

図７中右側のグラフＧ１０が示すように、時刻Ｔ１における初期インピーダンスは、高抵抗（例えば、１ＧΩ）である。しかしながら、液漏れが発生する時刻Ｔ２前後で、インピーダンスが急速に低下している。そして、インピーダンスは、時刻Ｔ５以降には、最終的に数百ｋΩに達している。グラフＧ１０から、検出用電極４１ａ，４１ｂ間のインピーダンスの低下を検出することによって、液漏れを適切に検出できることが分かる。

【0061】

図７中左側のグラフＧ１～Ｇ５は、時刻Ｔ１～Ｔ５における、交流電圧の周波数（横軸）と測定されたインピーダンス（縦軸）の関係をそれぞれ示している。グラフＧ１～Ｇ５が示すように、液漏れの発生により、インピーダンス特性もそれぞれ著しく変化する。例えば、グラフＧ１が示すように、液漏れ前では、インピーダンスは、略斜線形状を示している。これは、インピーダンスの大部分がリアクタンスで構成されていることを示している。すなわち、時刻Ｔ１に測定されるインピーダンスは、検出用電極４１ａ，４１ｂの直上の流路カバー２５および検出用電極４１ａ，４１ｂの直下の基板２１の充電性能で構成されていると考えられる。

【0062】

グラフＧ２が示すように、液漏れが発生した初期段階（時刻Ｔ２）では、インピーダンスに水平形状が現れている。これは、検出用電極４１ａ，４１ｂ（第２櫛歯状電極４１１ａ，４１１ｂ）上に液体が到達したことを示している。このインピーダンスの水平形状は、主にレジスタンスによって構成される。レジスタンスの大きさは、液体の抵抗や液体を内包する流路内容積によって上下し得る。さらに、グラフＧ３～Ｇ５が示すように、時間が経過するに連れて、インピーダンスの水平部分の大きさ（レジスタンス）が低下している。これは、液漏れしている箇所（面積）増大していることを示している。

【0063】

このように、検出用電極４１ａ，４１ｂを用いてインピーダンスを測定することによって、流路３１（供給口３１５）からの液漏れを電気的に検出できる。また、検出用電極４１ａ，４１ｂと同様に、検出用電極４１ｃ，４１ｄについても、インピーダンスを測定することによって、流路３１（分離流路３１１）からの液漏れを検出可能である。流路型デバイス１によれば、液漏れを有効に検出できるため、流路型デバイス１を用いた処理（具体的には、回収対象の分離および捕集）において、液漏れが検出されなかった場合には、処理結果の信頼性を保証できる。

【0064】

なお、測定部１５は、液漏れを判定する判定部を備えていてもよい。判定部は、例えば、測定されたインピーダンスが所定の閾値Ｔｈ１（図７右側参照）よりも小さくなったかを判定することによって、液漏れの発生を判定してもよい。また、測定部１５は、判定部によって液漏れが発生したと判定した場合、供給ポンプ３５の動作を停止させてもよい。これにより、液漏れが発生した場合に、試料が流路３１に供給されることを停止できるため、試料が無駄に消費されることを抑制できる。

【0065】

＜効果＞
以上のように、流路型デバイス１によると、検出用電極４１ａ，４１ｂ、または、検出用電極４１ｃ，４１ｄが、流路３１の外側に配置されている。このため、流路３１内の液体が基板２１と流路カバー２５との間に漏れた場合に、その液漏れを検出用電極４１ａ，４１ｂ、または、検出用電極４１ｃ，４１ｄによって電気的に検出できる。

【0066】

また、検出用電極４１ａ，４１ｂが櫛歯状電極４１１ａ，４１１ｂを有することにより、検出用電極４１ａ，４１ｂに電圧を印加した場合における、検出用電極４１ａ，４１ｂ上への液体の到達の検出感度を向上させることができる。これにより、液漏れを適切に検出できる。

【0067】

また、図１および図３に示すように、検出用電極４１ａ，４１ｂの第２櫛歯状電極４１１ａ，４１１ｂが流路３１の供給口３１５に沿って配置されている。このため、供給口３１５からの液漏れを有効に検出できる。供給口３１５は、供給ポンプ３５による送液時に内部圧力が増加する。このため、供給口３１５の周辺は、流路カバー２５が基板２１から剥がれやすい領域であるため、液漏れが懸念される。このような領域に検出用電極４１ａ，４１ｂ（第２櫛歯状電極４１１ａ，４１１ｂ）を配置することによって、液漏れを早期かつ適切に検出できる。

【0068】

また、図１および図５に示すように、検出用電極４１ｃ，４１ｄは、流路３１の分離流路３１１の延びる方向に沿って配置されている。このため、分離流路３１１に沿った長い範囲で、液漏れを検出できる。

【0069】

＜２． 第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。なお、以降の説明において、既に説明した要素と同様の機能を有する要素については、同じ符号又はアルファベット文字を追加した符号を付して、詳細な説明を省略する場合がある。

【0070】

図８は、第２実施形態に係る流路型デバイス１ａを示す平面図である。流路型デバイス１ａは、基板２１と流路カバー２５ａとを有する。流路カバー２５ａは、基板２１とともに、流路３１ａを形成する。流路３１ａは、一対の供給流路５１ａ，５１ｂ（第１流路および第２流路）と、１つの回収流路５３とを有する。供給流路５１ａ，５１ｂの一端は、供給口５１１ａ，５１１ｂにそれぞれ接続されている。供給口５１１ａ，５１１ｂは、供給流路５１ａ，５１ｂに液体をそれぞれ供給するための開口である。供給流路５１ａ，５１ｂの他端は、合流地点５５にて合流し、回収流路５３の一端に接続されている。回収流路５３の他端は、回収口５３１に接続されている。回収口５３１は、回収流路５３を流れた液体を回収するための開口である。供給口５１１ａ，５１１ｂに供給された各液体は、それぞれ供給流路５１ａ，５１ｂを流れたあと、合流地点５５にて合流する。そして、回収流路５３を流れた後に回収口５３１から回収される。

【0071】

図８に示すように、流路型デバイス１ａは、一対の検出用電極４１ｅ，４１ｆを備える。検出用電極４１ｅ，４１ｆは、例えば、供給流路５１ａ，５１ｂの間に配置されている。より詳細には、合流地点５５を中心とする周方向において、供給流路５１ａ，５１ｂの間に配置されている。検出用電極４１ｅ，４１ｆは、図３に示す検出用電極４１ａ，４１ｂまたは図５に示す検出用電極４１ｃ，４１ｄと同様に、櫛歯状を有する一対の電極である。

【0072】

流路３１ａの合流地点５５は、供給流路５１ａ，５１ｂを流れた液体が合流することによって、流路内部の圧力が高く、液漏れが発生しやすい。このため、供給流路５１ａ，５１ｂの間に検出用電極４１ｅ，４１ｆを配置し、そして検出用電極４１ｅ，４１ｆ間のインピーダンスを測定することによって、液漏れを早期に検出できる。

【0073】

図８に示すように、上記周方向において、供給流路５１ｂと回収流路５３との間、および、回収流路５３と供給流路５１ａとの間に、検出用電極４１ｅ，４１ｆがそれぞれ配置されていてもよい。このように、合流地点５５の周囲に複数組の検出用電極４１ｅ，４１ｆを配置することによって、合流地点５５およびその周辺での液漏れを早期に検出できる。

【0074】

図８に示すように、流路型デバイス１ａは、供給口５１１ａ，５１１ｂの周囲に、検出用電極４１ａ，４１ｂをそれぞれ備えていてもよい。これにより、供給口５１１ａ，５１１ｂにおける液漏れを有効に検出できる。

【0075】

＜３． 変形例＞
以上、実施形態について説明してきたが、本発明は上記のようなものに限定されるものではなく、様々な変形が可能である。

【0076】

例えば、液体の漏出を検出する検出用電極４１ａ，４１ｂの部分が、第２櫛歯状電極４１１ａ，４１１ｂのように櫛歯状であることは必須ではない。検出用電極４１ａ，４１ｂは、櫛歯状とは異なる形状の電極部分を有していてもよい。

【0077】

この発明は詳細に説明されたが、上記の説明は、すべての局面において、例示であって、この発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、この発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。上記各実施形態及び各変形例で説明した各構成は、相互に矛盾しない限り適宜組み合わせたり、省略したりすることができる。

【符号の説明】

【0078】

１，１ａ 流路型デバイス
１３ 電源部
１５ 測定部
２１ 基板
２１１ 上面（主面）
２３ 絶縁保護膜
２５，２５ａ 流路カバー
２５１ 流路溝
３１，３１ａ 流路
３１１ 分離流路
３１５ 供給口（開口）
３５ 供給ポンプ（送液ポンプ）
４１１ａ，４１１ｂ 第２櫛歯状電極
４１３ａ，４１３ｂ 第２細線部
４１３ｃ，４１３ｄ 第２細線部
４１ａ，４１ｂ 検出用電極
４１ｃ，４１ｄ 検出用電極
４１ｅ，４１ｆ 検出用電極
５１ａ，５１ｂ 供給流路（第１流路、第２流路）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】