特開 2023-6164 流路チップ、分離システム、及び、分離方法

(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】P2023006164

(43)【公開日】2023-01-18

(54)【発明の名称】流路チップ、分離システム、及び、分離方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/22 20060101AFI20230111BHJP

   C12Q 1/04 20060101ALI20230111BHJP

   C12M 1/42 20060101ALI20230111BHJP

   C12M 1/34 20060101ALI20230111BHJP

   G01N 15/00 20060101ALI20230111BHJP

【ＦＩ】

G01N27/22 B

C12Q1/04

C12M1/42

C12M1/34 Z

G01N15/00 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021108619

(22)【出願日】2021-06-30

(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】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100135703

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 英隆

(74)【代理人】

【識別番号】100199314

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 寛

(74)【代理人】

【識別番号】100161883

【弁理士】

【氏名又は名称】北出 英敏

(72)【発明者】

【氏名】脇坂 嘉一

(72)【発明者】

【氏名】高野 雅代

(72)【発明者】

【氏名】糸井 隆行

(72)【発明者】

【氏名】大代 京一

【テーマコード（参考）】

2G060

4B029

4B063

【Ｆターム（参考）】

2G060AA07

2G060AA15

2G060AD06

2G060AF03

2G060AF11

2G060AG10

2G060AG14

2G060FA01

2G060FA14

2G060FB01

2G060HC10

4B029AA07

4B029AA09

4B029BB11

4B029CC01

4B029DG08

4B029DG10

4B029FA02

4B029FA05

4B029GB01

4B029GB05

4B029HA09

4B063QA01

4B063QA07

4B063QA18

4B063QA19

4B063QQ03

4B063QQ08

4B063QS40

4B063QX01

(57)【要約】

【課題】懸濁液からの対象誘電体粒子の分離の精度を向上できる流路チップ、分離システム、及び、制御方法を提供する。
【解決手段】流路チップ１０は、特定種類の誘電体粒子Ｐ１を含む複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を含む懸濁液Ｌ１が導入される入口２１と入口２１から導入された懸濁液Ｌ１の複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が流れる流路３０とを有する基体１０ａと、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうち特定種類の誘電体粒子Ｐ１を流路３０の幅方向Ｗ１の第１端３１１側に導く第１電極５０と、入口２１と第１電極５０との間にあって複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端３１２側に導く第２電極６０とを備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

特定種類の誘電体粒子を含む複数種類の誘電体粒子を含む懸濁液が導入される入口と前記入口から導入された前記懸濁液の複数種類の誘電体粒子が流れる流路とを有する基体と、
前記複数種類の誘電体粒子のうち前記特定種類の誘電体粒子を前記流路の幅方向の第１端側に導く第１電極と、
前記入口と前記第１電極との間にあって前記複数種類の誘電体粒子を前記流路の幅方向の第２端側に導く第２電極と、
を備える、
流路チップ。

【請求項2】

前記第１電極及び前記第２電極の各々は、前記流路の一面にある、
請求項１に記載の流路チップ。

【請求項3】

前記第１電極は、第１所定方向に沿って並ぶ複数の歯部を有するくし形電極であり、
前記第２電極は、第２所定方向に沿って並ぶ複数の歯部を有するくし形電極であり、
前記第１所定方向と前記第２所定方向とは、前記流路の幅方向において互いに反対側に向かう方向である、
請求項１又は２に記載の流路チップ。

【請求項4】

前記第１所定方向は、前記流路において前記懸濁液が流れる方向に沿って前記流路の幅方向の第２端から第１端に向かう方向であり、
前記第２所定方向は、前記流路において前記懸濁液が流れる方向に沿って前記流路の幅方向の第１端から第２端に向かう方向である、
請求項３に記載の流路チップ。

【請求項5】

前記第２電極の複数の歯部は、
前記流路の幅方向の第１端から第２端に向かって延びる第１歯部と、
前記流路の幅方向の第２端から第１端に向かって延びる第２歯部と、
を含み、
前記第１歯部の先端及び前記第２歯部の先端は、前記流路の外部にある、
請求項２～４のいずれか一つに記載の流路チップ。

【請求項6】

前記第２電極の複数の歯部は、
前記流路の幅方向の第１端から第２端に向かって延びる第１歯部と、
前記流路の幅方向の第２端から第１端に向かって延びる第２歯部と、
を含み、
前記第１歯部の先端は、前記流路の幅方向の第２端と所定の距離を隔てて前記流路の内部にあり、
前記第２歯部の先端は、前記流路の外部にある、
請求項２～４のいずれか一つに記載の流路チップ。

【請求項7】

前記流路は、
主流路と、
前記主流路と前記入口との間の連結流路と、
を含み、
前記第１電極は、前記主流路にあり、
前記第２電極は、前記連結流路にあり、
前記連結流路の幅は、前記主流路の幅より狭い、
請求項１～６のいずれか一つに記載の流路チップ。

【請求項8】

前記基体は、
前記流路の幅方向の第１端側に接続される第１収集部と、
前記流路の幅方向の第２端側に接続される第２収集部と、
を有する、
請求項１～７のいずれか一つに記載の流路チップ。

【請求項9】

前記流路は、前記入口と前記第２電極との間において前記流路の幅方向の第２端側に接続され前記懸濁液から前記複数種類の誘電体粒子よりサイズが小さい粒子を除去するフィルタを備える、
請求項１～８のいずれか一つに記載の流路チップ。

【請求項10】

前記第１電極に第１所定電圧を印加するための第１電極パッドと、
前記第１電極パッドとは別に設けられて前記第２電極に前記第１所定電圧とは異なる第２所定電圧を印加するための第２電極パッドと、
を備える、
請求項１～９のいずれか一つに記載の流路チップ。

【請求項11】

前記第２所定電圧は、時間により振幅と周波数との少なくとも一つが変化するように設定される、
請求項１０に記載の流路チップ。

【請求項12】

請求項１～１１のいずれか一つに記載の流路チップと、
前記懸濁液に含まれる前記特定種類の誘電体粒子を含む前記複数種類の誘電体粒子を前記流路の幅方向の第２端側に導くように前記第２電極の電圧を制御し、かつ、前記複数種類の誘電体粒子のうち前記特定種類の誘電体粒子を前記流路の幅方向の第１端側に導くように前記第１電極の電圧を制御する電圧制御装置と、
を備える、
分離システム。

【請求項13】

前記流路チップは使い捨て可能である、
請求項１２に記載の分離システム。

【請求項14】

請求項１～請求項１１のいずれか一つに記載の流路チップを用いる分離方法であって、
前記懸濁液に含まれる前記特定種類の誘電体粒子を含む前記複数種類の誘電体粒子を前記流路の幅方向の第２端側に導くように前記第２電極の電圧を制御し、
前記複数種類の誘電体粒子のうち前記特定種類の誘電体粒子を前記流路の幅方向の第１端側に導くように前記第１電極の電圧を制御する、
分離方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、流路チップ、分離システム、及び、分離方法に関する。

【背景技術】

【0002】

マイクロ流体デバイスのようなマイクロ空間内の粒子制御技術として、誘電泳動が活用されている。バイオ分野では主に細胞や微生物を対象として特性解析や分離濃縮について様々な研究開発が行われている。形態はさまざまであるが例えば特許文献１が挙げられる。

【0003】

特許文献１に開示される分離装置は、血中循環癌細胞（特定種類の誘電体粒子）を含む試料液（懸濁液）が所定方向（液流方向）に流れる流路と、置換部と、解析部と、分離部とを備える。分離部は、一対の電極と、電源部と、収集部とを備える。電源部は、交流電圧を発生して、一対の電極間に供給する。これにより、正の誘電泳動力（引力）が癌細胞に作用し、癌細胞は一対の電極に引きつけられながら一対の電極の延在方向に沿って流路を流れ、収集部に収集される。

【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】

本開示は、懸濁液からの特定種類の誘電体粒子の分離の精度を向上できる流路チップ、分離システム、及び制御方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の一態様の流路チップは、特定種類の誘電体粒子を含む複数種類の誘電体粒子を含む懸濁液が導入される入口と前記入口から導入された前記懸濁液の複数種類の誘電体粒子が流れる流路とを有する基体と、前記複数種類の誘電体粒子のうち前記特定種類の誘電体粒子を前記流路の幅方向の第１端側に導く第１電極と、前記入口と前記第１電極との間にあって前記複数種類の誘電体粒子を前記流路の幅方向の第２端側に導く第２電極とを備える。

【0007】

本開示の一態様の分離システムは、上記の流路チップと、前記懸濁液に含まれる前記特定種類の誘電体粒子を含む前記複数種類の誘電体粒子を前記流路の幅方向の第２端側に導くように前記第２電極の電圧を制御し、かつ、前記複数種類の誘電体粒子のうち前記特定種類の誘電体粒子を前記流路の幅方向の第１端側に導くように前記第１電極の電圧を制御する電圧制御装置とを備える。

【0008】

本開示の一態様の分離方法は、上記の流路チップを用いる分離方法であって、前記懸濁液に含まれる前記特定種類の誘電体粒子を含む前記複数種類の誘電体粒子を前記流路の幅方向の第２端側に導くように前記第２電極の電圧を制御し、前記複数種類の誘電体粒子のうち前記特定種類の誘電体粒子を前記流路の幅方向の第１端側に導くように前記第１電極の電圧を制御する。

【発明の効果】

【0009】

本開示の態様によれば、懸濁液からの特定種類の誘電体粒子の分離の精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】実施の形態１の流路チップを備える分離システムの構成例のブロック図

【図2】図１の流路チップの概略平面図

【図3】図２の流路チップの第２電極の周辺の部位の拡大図

【図4】（ａ）～（ｃ）は第２電極に誘電体粒子が引き付けられる様子を示す流路チップの断面図

【図5】第２電極に印加される電圧の振幅が時間で変化する場合の誘電体粒子の移動の様子を示す流路チップの部分平面図

【図6】図１の分離システムでの分離率の時間変化を示すグラフ

【図7】実施の形態２の流路チップの構成例における第２電極の周辺の部位の拡大図

【発明を実施するための形態】

【0011】

［１．実施の形態］
［１．１ 実施の形態１］
［１．１．１ 概要］
図１は、実施の形態１の分離システム１の構成例のブロック図である。図１の分離システム１は、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離を可能とする。懸濁液Ｌ１は、特定種類の誘電体粒子Ｐ１を含む複数種類の誘電体粒子を含む。図１の分離システム１は、誘電泳動の原理を利用して、懸濁液Ｌ１に含まれる複数種類の誘電体粒子から特定種類の誘電体粒子Ｐ１を分離する。本実施の形態では、懸濁液Ｌ１は、血液である。複数種類の誘電体粒子は、例えば、血液に含まれる細胞である。血液に含まれる細胞の例としては、がん細胞及び白血球が挙げられる。本実施の形態では、説明を容易にするために、懸濁液Ｌ１は、２種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を含むとする。特定種類の誘電体粒子Ｐ１はがん細胞、特に、血中循環癌細胞（ＣＴＣ）である。誘電体粒子Ｐ２は、白血球である。図１の分離システム１は、血液（懸濁液Ｌ１）から血中循環癌細胞（特定種類の誘電体粒子Ｐ１）を分離するために利用される。

【0012】

図１の分離システム１は、懸濁液Ｌ１を流す流路チップ１０を備える。図１の流路チップ１０は、基体１０ａと、第１電極５０と、第２電極６０とを備える。基体１０ａは、特定種類の誘電体粒子Ｐ１を含む複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を含む懸濁液Ｌ１が導入される入口２１と、入口２１から導入された懸濁液Ｌ１の複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が流れる流路３０とを有する。第１電極５０は、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうち特定種類の誘電体粒子Ｐ１を流路３０の幅方向Ｗ１の第１端３１１側に導く。第２電極６０は、入口２１と第１電極５０との間にあって複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端３１２側に導く。

【0013】

図１の流路チップ１０では、入口２１と第１電極５０との間に第２電極６０が配置されている。第２電極６０は、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端３１２側に導くことができる。つまり、第１電極５０により複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうち特定種類の誘電体粒子Ｐ１を流路３０の幅方向Ｗ１の第１端３１１側に導く前に、第２電極６０により複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端３１２側に位置させることが可能である。これによって、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうちの特定種類の誘電体粒子Ｐ１以外の誘電体粒子Ｐ２が流路３０の幅方向Ｗ１の第１端３１１側に存在する確率を減らすことができる。したがって、流路チップ１０によれば、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離の精度を向上できる。

【0014】

［１．１．２ 詳細］
以下、実施の形態１の流路チップ１０及び分離システム１について更に説明する。図１に示すように、分離システム１は、流路チップ１０と、電圧制御装置１１と、解析装置１２とを備える。

【0015】

［１．１．２．１ 流路チップ］
流路チップ１０は、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離のためのマイクロ流路を構成する。分離システム１においては、懸濁液Ｌ１は、流路チップ１０に流され、流路チップ１０内において懸濁液Ｌ１から特定種類の誘電体粒子Ｐ１が分離される。分離システム１では、流路チップ１０は、コンタミネーションの防止の観点から、使い捨て可能に構成される。

【0016】

図２は、流路チップ１０の概略平面図である。図２の流路チップ１０は、基体１０ａと、第１電極５０と、第２電極６０と、第１電極パッド７１，７２と、第２電極パッド８１，８２とを備える。

【0017】

基体１０ａは、入口２１，２２と、流路３０と、複数の収集部４０－１，４０－２（以下、総称して符号４０を付す）とを有する。基体１０ａは、流路チップ１０の外形を規定する部分である。本実施の形態では、基体１０ａは、矩形の板状である。基体１０ａは、例えば、ガラス又はシリコーン（例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ））製の基板等を用いて形成される。一例として、基体１０ａは、第１電極５０と第２電極６０と第１電極パッド７１，７２と第２電極パッド８１，８２とが表面に形成された第１基板（例えば、ガラス基板）に、入口２１と入口２２と流路３０と複数の収集部４０－１，４０－２とにそれぞれ対応する空間が表面に形成された第２基板（例えば、ＰＤＭＳ基板）を張り付けて構成されてよい。

【0018】

入口２１は、図１に示すように、基体１０ａにおいて懸濁液Ｌ１が導入される部分である。入口２１は、例えば、懸濁液Ｌ１の供給源にチューブにより接続され、チューブを介して懸濁液Ｌ１が供給される。入口２２は、図１に示すように、基体１０ａにおいて置換液Ｌ２が導入される部分である。置換液Ｌ２は、例えば、懸濁液Ｌ１から不要成分を除去して、懸濁液Ｌ１の複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を搬送するために用いられる。不要成分は、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離において不要な成分である。不要成分としては、血液に含まれる赤血球等の小型細胞Ｐ３及び溶液が挙げられる。置換液Ｌ２は、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の搬送が可能で、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２への誘電泳動力を作用させることを阻害しないように選択されてよい。特に、置換液Ｌ２は特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離を容易にするために、懸濁液Ｌ１の溶液よりも導電率が低い液体が利用される。ただし、懸濁液Ｌ１の溶液の導電率が低い場合はその限りではない。

【0019】

流路３０は、基体１０ａにおいて入口２１から導入された懸濁液Ｌ１の複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が流れる部分である。図２に示すように、流路３０は、主流路３１と、連結流路３２と、複数（図示例では２つ）の分岐流路３３－１，３３－２（以下、総称して符号３３を付す）と、接続路３４、３５と、フィルタ９０とを含む。本実施の形態では、流路３０における基体１０ａの第１基板側の面を底面とし、流路３０における基体１０ａの第２基板側の面を上面とする。

【0020】

主流路３１は、流路３０の主体を構成する。主流路３１は、流路３０において特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離をするための部分である。本実施の形態では、主流路３１は、平面視において（基体１０ａの厚み方向から見て）矩形状である。主流路３１は、主流路３１の長さ方向に直交する面での断面形状は矩形状である。主流路３１の幅方向は、流路３０の幅方向Ｗ１に対応する。主流路３１の幅方向Ｗ１の第１端３１１及び第２端３１２は、流路３０の幅方向Ｗ１の第１端及び第２端に対応する。図２に示すように、主流路３１には、第１電極５０が配置される。この点については後に詳しく説明する。

【0021】

連結流路３２は、流路３０において主流路３１と入口２１との間の部分である。したがって、連結流路３２は、主流路３１に対して上流側（図２における左側）に位置する。本実施の形態では、連結流路３２は、平面視において（基体１０ａの厚み方向から見て）矩形状である。連結流路３２は、連結流路３２の長さ方向に直交する面での断面形状は矩形状である。連結流路３２の長さ方向の第１端が入口２１に接続され、連結流路３２の長さ方向の第２端が主流路３１に接続される。連結流路３２の幅方向は、流路３０の幅方向Ｗ１に対応する。連結流路３２の幅方向Ｗ１の第１端３２１及び第２端３２２は、流路３０の幅方向Ｗ１の第１端及び第２端に対応する。本実施の形態では、連結流路３２の幅は、主流路の幅より狭い。図２に示すように、連結流路３２には、第２電極６０が配置される。この点については後に詳しく説明する。

【0022】

複数の分岐流路３３－１，３３－２は、流路３０において、主流路３１で互いに分離された誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２同士が再び混ざらないように誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を搬送する部分である。複数の分岐流路３３－１，３３－２は、主流路３１において連結流路３２とは反対側にある。したがって、各分岐流路３３は、主流路３１に対して下流側（図２における右側）に位置する。分岐流路３３－１は、主流路３１の幅方向Ｗ１の第１端３１１側に接続される。図１に示すように、分岐流路３３－１は、主流路３１で分離された特定種類の誘電体粒子Ｐ１が流れる部分である。分岐流路３３－２は、主流路３１の幅方向Ｗ１の第２端３１２側に接続される。図２に示すように、分岐流路３３－１は、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２から特定種類の誘電体粒子Ｐ１が分離された残りの誘電体粒子Ｐ２が流れる部分である。

【0023】

接続路３４は、流路３０において入口２１と連結流路３２とを接続する部分である。接続路３４は、連結流路３２の長さ方向の第１端と入口２１との間に位置する。接続路３５は、流路３０において入口２２と連結流路３２とを接続する部分である。接続路３５は、連結流路３２の長さ方向の第１端側において連結流路３２の幅方向Ｗ１の第１端３２１と入口２２との間に位置する。

【0024】

フィルタ９０は、流路３０において入口２１と第２電極６０との間にある。フィルタ９０は、流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に接続される。フィルタ９０は、懸濁液Ｌ１から複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２よりサイズが小さい粒子を除去する。フィルタ９０は、サイズにより粒子の分離を行う。複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２よりサイズが小さい粒子は、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうち最もサイズが小さい誘電体粒子よりサイズが小さい粒子である。本実施の形態では、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２よりサイズが小さい粒子は、懸濁液Ｌ１の上述の不要成分である赤血球等の小型細胞Ｐ３である。図２のフィルタ９０は、水力学的濾過法（hydrodynamic filtration；ＨＤＦ）の原理により、懸濁液Ｌ１から複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を分離する。具体的には、図２のフィルタ９０は、収集部９１と、複数の排出路９２と、連結路９３とを備える。複数の排出路９２の寸法（長さ、幅、及び高さ）は、複数の排出路９２が接続される連結流路３２の寸法より小さいが、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２よりサイズが小さい粒子を通すように設定される。複数の排出路９２の長さ方向の第１端は、連結流路３２の長さ方向の第１端側において連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２に接続される。複数の排出路９２は、流路３０において接続路３５より下流側にある。これによって、入口２１及び接続路３４を経由して連結流路３２に入った懸濁液Ｌ１の不要成分が、入口２２及び接続路３５を経由して連結流路３２に入った置換液Ｌ２により複数の排出路９２に押し出される。複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２は、複数の排出路９２に押し出されることなく、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２側に偏った状態で、連結流路３２内を流れる。フィルタ９０によれば、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を、流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に導くことができる。このように、フィルタ９０によっても、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側への配向は実現されるが、流路３０の形状によっては（特に流路３０の幅が広くなる場合には）、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が流路３０内を進行するにつれて、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が分散する傾向を示す。そのため、フィルタ９０だけでは、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に安定的に位置させることは難しい。連結路９３は、複数の排出路９２の長さ方向の第２端を収集部９１に接続する。これによって、懸濁液Ｌ１から除去された不要成分が収集部９１に搬送される。収集部９１は、例えば、排出口を備え、これによって、懸濁液Ｌ１から除去された不要成分を含む溶液Ｓ３が流路チップ１０から外部に排出される。フィルタ９０では、主に排出路９２の寸法（長さ、幅、及び高さ）を変えることで所望のサイズ以上の粒子のみを主流路３１に導入することができる。

【0025】

複数の収集部４０は、流路３０の幅方向Ｗ１の第１端側に接続される第１収集部４０－１と、流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に接続される第２収集部４０－２とを含む。第１収集部４０－１は、分岐流路３３－１を介して主流路３１の幅方向Ｗ１の第１端３１１側に接続される。第１収集部４０－１は、分岐流路３３－１を流れる特定種類の誘電体粒子Ｐ１を収集する。第１収集部４０－１は、例えば、排出口を備え、これによって、特定種類の誘電体粒子Ｐ１を含む溶液Ｓ１を流路チップ１０から外部に供給してよい。第２収集部４０－２は、分岐流路３３－２を介して主流路３１の幅方向Ｗ１の第２端３１２側に接続される。第２収集部４０－２は、分岐流路３３－２を流れる誘電体粒子Ｐ２を収集する。第２収集部４０－２は、例えば、排出口を備え、これによって、誘電体粒子Ｐ２を含む溶液Ｓ２を流路チップ１０から外部に供給してよい。

【0026】

第１電極５０は、懸濁液Ｌ１の複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうち特定種類の誘電体粒子Ｐ１を流路３０の幅方向Ｗ１の第１端側に導くために用いられる。本実施の形態では、図２に示すように、第１電極５０は、流路３０の主流路３１に配置され、懸濁液Ｌ１の複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうち特定種類の誘電体粒子Ｐ１を主流路３１の幅方向Ｗ１の第１端３１１側に導く。第１電極５０は、特定種類の誘電体粒子Ｐ１に流路３０の幅方向Ｗ１の第１端（主流路３１の幅方向Ｗ１の第１端３１１）側に向かう向きの誘電泳動力を与えるように構成される。一例として、図２に示すように、特定種類の誘電体粒子Ｐ１は、流路３０を流れる方向の力Ｆ１１を受けて、流路３０内を移動する。第１電極５０は、特定種類の誘電体粒子Ｐ１に誘電泳動力Ｆ１２を与えることによって、特定種類の誘電体粒子Ｐ１を主流路３１の幅方向Ｗ１の第１端３１１側に向かう向きの力Ｆ１３を作用させる。

【0027】

第１電極５０は、流路３０の一面に配置される。本実施の形態では、第１電極５０は、主流路３１の底面に配置される。第１電極５０は、例えば、比較的安価な平面電極により形成されてよい。一例として、第１電極５０は、基体１０ａの第１基板に形成される電極層と、電極層上に形成される保護層とを備えて構成されてよい。電極層の材料は、例えば、Ａｌ等の金属である。保護層は、例えば、酸化ケイ素である。

【0028】

第１電極５０は、第１所定方向Ｄ１に並ぶ複数の歯部５１１，５２１を有するくし形電極である。第１所定方向Ｄ１は、流路３０において懸濁液Ｌ１が流れる方向（図２における右方向）に沿って流路３０の幅方向Ｗ１の第１端（図２における上端）から第２端（図２における下端）に向かう方向である。複数の歯部５１１，５２１は、複数の第１歯部５１１と複数の第２歯部５２１とを含む。第１歯部５１１と第２歯部５２１とは交互に並ぶ。複数の第１歯部５１１は、流路３０の幅方向Ｗ１の第１端から第２端に向かって延びる。つまり、複数の第１歯部５１１は、主流路３１の幅方向Ｗ１の第１端３１１から第２端３１２に向かって延びる。複数の第２歯部５２１は、流路３０の幅方向の第２端から第１端に向かって延びる。つまり、複数の第２歯部５２１は、主流路３１の幅方向Ｗ１の第２端３１２から第１端３１１に向かって延びる。

【0029】

図２の第１電極５０は、一対の電極パターン５１，５２を含む。電極パターン５１は、複数の第１歯部５１１と、主流路３１の幅方向Ｗ１の第１端３１１側にあって複数の歯部５１１の基端を連結する連結部５１２とを備える。連結部５１２は流路３０の外部にある。電極パターン５２は、複数の第２歯部５２１と、主流路３１の幅方向Ｗ１の第２端３１２側にあって複数の第２歯部５２１の基端を連結する連結部５２２とを備える。連結部５２２は流路３０の外部にある。

【0030】

第２電極６０は、入口２１と第１電極５０との間にある。第２電極６０は、懸濁液Ｌ１の複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端３１２側に導くために用いられる。図３は、流路チップ１０の第２電極６０の周辺の部位の拡大図である。図３では、図面を簡略化するために、第２電極６０のみを図示している。図３に示すように、第２電極６０は、流路３０の連結流路３２に配置され、懸濁液Ｌ１の複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２側に導く。第２電極６０は、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に流路３０の幅方向Ｗ１の第２端（連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２）側に向かう向きの誘電泳動力を与えるように構成される。一例として、図３に示すように、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２は、流路３０を流れる方向の力Ｆ２１を受けて、流路３０内を移動する。第２電極６０は、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に誘電泳動力Ｆ２２を与えることによって、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２側に向かう向きの力Ｆ２３を作用させる。

【0031】

第２電極６０は、流路３０の一面に配置される。本実施の形態では、第２電極６０は、連結流路３２の底面に配置される。第２電極６０は、例えば、比較的安価な平面電極により形成されてよい。一例として、第２電極６０は、基体１０ａの第１基板に形成される電極層と、電極層上に形成される保護層とを備えて構成されてよい。電極層の材料は、例えば、Ａｌ等の金属である。保護層は、例えば、酸化ケイ素である。

【0032】

図２及び図３に示すように、第２電極６０は、第２所定方向Ｄ２に並ぶ複数の歯部６１１，６２１を有するくし形電極である。第２所定方向Ｄ２は、流路３０の幅方向Ｗ１において、上述の第１所定方向Ｄ１と反対側に向かう方向である。より詳細には、第２所定方向Ｄ２は、流路３０において懸濁液Ｌ１が流れる方向（図２における右方向）に沿って流路３０の幅方向Ｗ１の第２端（図２における下端）から第１端（図２における上端）に向かう方向である。複数の歯部６１１，６２１は、複数の第１歯部６１１と複数の第２歯部６２１とを含む。第１歯部６１１と第２歯部６２１とは交互に並ぶ。複数の第１歯部６１１は、流路３０の幅方向Ｗ１の第１端から第２端に向かって延びる。つまり、複数の第１歯部６１１は、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第１端３２１から第２端３２２に向かって延びる。複数の第２歯部６２１は、流路３０の幅方向の第２端から第１端に向かって延びる。つまり、複数の第２歯部６２１は、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２から第１端３２１に向かって延びる。図３に示すように、第２電極６０では、第１歯部６１１の先端６１１ａ及び第２歯部６２１の先端６２１ａは、流路３０の外部、つまり、連結流路３２の外部にある。図３の第２電極６０では、第１歯部６１１の先端６１１ａ及び第２歯部６２１の先端６２１ａが流路３０の外部にあればよいから、第２電極６０と流路３０との位置合わせが容易になる。特に、上述したように基体１０ａが第１基板に第２基板を貼り合わせて構成される場合、第２電極６０が形成された第１基板に対して、流路３０に対応する凹部が形成された第２基板を高精度に位置合わせしなくて済むから、高いアライメント精度が要求されない。よって、流路チップ１０の製造の容易化が図れる。

【0033】

図２の第２電極６０は、一対の電極パターン６１，６２を含む。電極パターン６１は、複数の第１歯部６１１と、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第１端３２１側にあって複数の歯部６１１の基端を連結する連結部６１２とを備える。連結部６１２は流路３０の外部にある。電極パターン６２は、複数の第２歯部６２１と、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２側にあって複数の第２歯部６２１の基端を連結する連結部６２２とを備える。連結部６２２は流路３０の外部にある。

【0034】

図４（ａ）～（ｃ）は、第２電極６０により複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が移動する様子を示す流路チップ１０の断面図である。図４（ａ）は、第２電極６０における入口２１側の端部（図２での左端部）での流路チップ１０の断面図である。図４（ｂ）は、第２電極６０の中央部での流路チップ１０の断面図である。図４（ｃ）は、第２電極６０における第１電極５０側の端部（図２での右端部）での流路チップ１０の断面図である。図４（ａ）～（ｃ）から理解されるように、流路３０の連結流路３２内の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２は、第２電極６０に引き付けられる。これによって、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２は、第２電極６０が設けられている流路３０の底面に引き付けられる。さらに、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２は、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２側に導かれる。

【0035】

本実施の形態では、流路３０において入口２１と第２電極６０との間にフィルタ９０を設け、フィルタ９０によっても、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に配向している。つまり、流路チップ１０では、フィルタ９０によって複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２をある程度流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に配向した後に、さらに第２電極６０による誘電泳動力によって、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に安定的に位置させている。

【0036】

第１電極パッド７１，７２は、第１電極５０に第１所定電圧を印加するために用いられる。第１電極パッド７１，７２は、第１電極５０の一対の電極パターン５１，５２間に第１所定電圧を印加するために、第１電極５０の一対の電極パターン５１，５２にそれぞれ接続される。第１電極パッド７１，７２は、例えば、配線パターン等により第１電極５０の一対の電極パターン５１，５２にそれぞれ接続される。第１電極パッド７１，７２は、基体１０ａの外面に位置するように配置される。第１電極パッド７１，７２間の電圧を制御することによって、第１電極５０の電圧が制御可能である。

【0037】

第２電極パッド８１，８２は、第１電極パッド７１，７２とは別に設けられる。第２電極パッド８１，８２は、第２電極６０に第１所定電圧とは異なる第２所定電圧を印加するために用いられる。第２電極パッド８１，８２は、第２電極６０の一対の電極パターン６１，６２間に第２所定電圧を印加するために、第２電極６０の一対の電極パターン６１，６２にそれぞれ接続される。第２電極パッド８１，８２は、例えば、配線パターン等により第２電極６０の一対の電極パターン６１，６２にそれぞれ接続される。第２電極パッド８１，８２は、基体１０ａの外面に位置するように配置される。第２電極パッド８１，８２間の電圧を制御することによって、第２電極６０の電圧が制御可能である。

【0038】

以上述べたように、流路チップ１０では、分離に特化した分離用誘電泳動電極である第１電極５０の上流に位置制御に特化した位置制御用電極である第２電極６０が配置されている。流路チップ１０では、第１電極５０による特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離の前に、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を所望の位置に制御できるため、分離精度の向上が図れる。より低い電圧を第１電極５０に印加しても分離が可能となり、同じ電圧であれば流量を上げることができ、分離速度の向上が図れる。また、位置制御用の第２電極６０を分離用の第１電極５０と分けて設置しているため、第１電極５０及び第２電極６０の電圧を個別に設定できる。例えば、第１電極５０に特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離に適した周波数及び振幅の電圧を印加しながら、第２電極６０に複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の位置制御に適した周波数及び振幅の電圧を印加することが可能となる。これによっても、分離精度及び分離速度の向上が図れる。

【0039】

［１．１．２．２ 電圧制御装置］
図１の電圧制御装置１１は、誘電泳動力を発生させるために流路チップ１０に与える電圧を制御する。本実施の形態では、電圧制御装置１１は、第１電極５０の電圧と第２電極６０の電圧とをそれぞれ制御することで、懸濁液Ｌ１に含まれる複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離をする。電圧制御装置１１は、例えば、ファンクションジェネレータを備える。

【0040】

図１の電圧制御装置１１は、第１電極パッド７１，７２を介して第１電極５０に接続される。図１の電圧制御装置１１は、第２電極パッド８１，８２を介して第２電極６０に接続される。

【0041】

電圧制御装置１１は、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうち特定種類の誘電体粒子Ｐ１を流路３０の幅方向Ｗ１の第１端側に導くように第１電極５０の電圧を制御する。本実施の形態では、電圧制御装置１１は、第１電極パッド７１，７２を介して、第１電極５０に第１所定電圧を印加する。第１所定電圧は、例えば、交流電圧である。第１所定電圧の周波数は、第１電極５０によって特定種類の誘電体粒子Ｐ１に対して正の誘電泳動力が作用するように設定される。この場合に、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうちの特定種類の誘電体粒子Ｐ１以外の誘電体粒子Ｐ２に対しては、誘電泳動力が作用しないか、又は、正又は負の誘電泳動力（引力又は斥力）が作用したとしてもその誘電泳動力は比較的小さくなるように、周波数が設定される。第１所定電圧の周波数は、例えば、６００ｋＨｚである。

【0042】

電圧制御装置１１は、懸濁液Ｌ１に含まれる特定種類の誘電体粒子Ｐ１を含む複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に導くように第２電極６０の電圧を制御する。本実施の形態では、電圧制御装置１１は、第２電極パッド８１，８２を介して、第２電極６０に第２所定電圧を印加する。第２所定電圧は、第１所定電圧と異なる。第２所定電圧は、例えば、第１所定電圧とは異なる交流電圧である。第２所定電圧の周波数は、第２電極６０によって特定種類の誘電体粒子Ｐ１を含む複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に対して正の誘電泳動力が作用するように設定される。第２所定電圧の周波数は、例えば、１５００ｋＨｚである。

【0043】

第２所定電圧は、振幅及び周波数が固定された交流電圧であってよい。このような第２所定電圧が第２電極６０に継続的に印加された場合には、図３に示すように、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２は第２電極６０（特に歯部６１１，６２１）に引き付けられて、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２側において歯部６１１，６２１近傍に溜まる。誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２がある程度溜まると、後続の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に押し出される形で、連結流路３２から主流路３１に流入する。振幅及び周波数が固定された交流電圧を継続的に第２電極６０に印加する場合には、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２側に溜まった誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が後続の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に押し出されることを利用する。後続の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に押し出された誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２は、第２電極６０から浮き上がって連結流路３２内を主流路３１に向かって移動することになる。誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２側に安定的に位置させたい場合には、このような押し出しを利用しないほうがよい。また、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２は後続の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に押し出されるまでは第２電極６０に接触したままとなるから、第２電極６０との接触時間が比較的長い。そのため、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の負担を考慮すると接触時間は短いほうがよい。

【0044】

そこで、第２所定電圧は、時間により振幅が変化するように設定されてよい。例えば、第２所定電圧は、振幅が第１値である第１期間と振幅が第２値である第２期間とが交互に現れるように設定されてよい。例えば、第１期間は、第１値が規定値であるオン期間、第２期間は第２値が０であるオフ期間であってよい。この場合、第２所定電圧は、間欠的に第２電極６０に印加される。つまり、第２所定電圧にはデューティ比が設定されてよい。デューティ比は、例えば、５０％以上又は９０％以上であってよく、９９％以下であってよい。

【0045】

図５は、第２電極６０に印加される電圧（第２所定電圧）の振幅が時間で変化する場合の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の移動の様子を示す流路チップ１０の部分平面図である。第２所定電圧の振幅が時間で変化することによって、第２電極６０により誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に作用する誘電泳動力を時間的に変化させることができる。そのため、誘電泳動力が比較的大きい間に誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が第２電極６０に引き付けられて、誘電泳動力が比較的小さい間に誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が第２電極６０から離れやすくなる。そのため、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２は、後続の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に押されなくても、第２電極６０から離れて主流路３１に流れやすくなる。これにより、上述のような押し出しに頼る場合に比べれば、第２電極６０による誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の配向の精度が向上する。また、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が第２電極６０に接触する時間を短くできて、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２への負担を軽減できる。

【0046】

第２所定電圧は、時間により周波数が変化するように設定されてよい。第２電極６０により誘電体粒子に作用する誘電泳動力は、第２電極６０に印加される電圧の周波数の影響を受ける。そのため、第２所定電圧の周波数が時間で変化することによって、第２電極６０により誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に作用する誘電泳動力を時間的に変化させることが可能となる。

【0047】

このように、第２所定電圧の振幅と周波数との少なくとも一つを時間で変化させてよい。第２所定電圧の振幅の時間変化は、デューティ比の設定又は振幅変調により実行されてよい。第２所定電圧の周波数の時間変化は、周波数変調により実行されてよい。このようにすることによって、第２電極６０により誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に作用する誘電泳動力を時間的に変化させることが可能となる。そのため、誘電泳動力が比較的大きい間に誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が第２電極６０に引き付けられて、誘電泳動力が比較的小さい間に誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が第２電極６０から離れやすくなる。これにより、上述のような押し出しに頼る場合に比べれば、第２電極６０による誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の配向の精度が向上する。また、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が第２電極６０に接触する時間を短くできて、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２への負担を軽減できる。

【0048】

以上述べた電圧制御装置１１では、流路チップ１０を用いる分離方法が実行可能である。この分離方法は、懸濁液Ｌ１に含まれる特定種類の誘電体粒子Ｐ１を含む複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に導くように第２電極６０の電圧を制御し、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうち特定種類の誘電体粒子Ｐ１を流路３０の幅方向Ｗ１の第１端側に導くように第１電極５０の電圧を制御する。この分離方法によれば、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離の精度を向上できる。

【0049】

［１．１．２．３ 解析装置］
図１の解析装置１２は、懸濁液Ｌ１に含まれる複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離に関する解析を実行する。図１の解析装置１２は、撮像装置１２１と、処理装置１２２と、表示装置１２３とを備える。

【0050】

撮像装置１２１は、流路チップ１０における対象部位の画像を取得する。対象部位は、例えば、主流路３１である。主流路３１の画像から、主流路３１を通過する誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の移動軌跡が得られる。撮像装置１２１は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子を有するカメラと、光学顕微鏡モジュールとを備える。光学顕微鏡モジュールは、位相差顕微鏡であってもよいし、落射顕微鏡であってもよい。また、光学顕微鏡モジュールは、例えばレンズ交換などにより、位相差顕微鏡と落射顕微鏡とに切替え可能に構成されてもよい。また、蛍光観察を行う場合、適宜、蛍光フィルタを用いる。撮像装置１２１の動作は、処理装置１２２によって制御されてよい。

【0051】

表示装置１２３は、処理装置１２２からの情報を表示する。表示装置１２３は、例えば、液晶ディスプレイ及びや有機ＥＬディスプレイディスプレイである。

【0052】

処理装置１２２は、解析装置１２の動作を制御する。処理装置１２２は、例えば、１以上のプロセッサ（マイクロプロセッサ）と１以上のメモリとを含むコンピュータシステムにより実現され得る。１以上のプロセッサが（１以上のメモリ等に記憶された）プログラムを実行することで、所定の機能を実現する。一例として、処理装置１２２は、撮像装置１２１で撮像された画像について画像解析を行い、主流路３１を通過する誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の移動軌跡を求める。処理装置１２２は、撮像装置１２１で撮像された画像、又は、画像解析によって求められた移動軌跡を、表示装置１２３により表示してもよい。

【0053】

［１．１．３ 試験］
上記の流路チップ１０を備える分離システム１の効果を確認するために、特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離率を測定した。図６は、図１の分離システム１での分離率の時間変化を示すグラフである。図６において、丸のドットは所定間隔（例えば１０秒）で測定した分離率を示し、実線は対応する期間における分離率の平均を示す。図６の分離率は、分岐流路３３－１と分岐流路３３－２に流れる誘電体粒子Ｐ１全体の内、分岐流路３３－１に流れる誘電体粒子Ｐ１の割合である。図６において、時刻ｔ１～ｔ２の期間及び時刻ｔ３～ｔ４の期間においては、第２電極６０に電圧（第２所定電圧）を印加していない。時刻ｔ２～ｔ３及び時刻ｔ４～ｔ５の期間においては、第２電極６０に電圧（第２所定電圧）を印加している。図６から理解されるように、第２電極６０に電圧を印加している期間（時刻ｔ２～ｔ３の期間及び時刻ｔ４～ｔ５の期間）のほうが、第２電極６０に電圧を印加していない期間（時刻ｔ１～ｔ２の期間及び時刻ｔ３～ｔ４の期間）よりも、分離率が高い。

【0054】

［１．１．４ 効果等］
以上述べた流路チップ１０は、特定種類の誘電体粒子Ｐ１を含む複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を含む懸濁液Ｌ１が導入される入口２１と入口２１から導入された懸濁液Ｌ１の複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が流れる流路３０とを有する基体１０ａと、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうち特定種類の誘電体粒子Ｐ１を流路３０の幅方向Ｗ１の第１端側に導く第１電極５０と、入口２１と第１電極５０との間にあって複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に導く第２電極６０とを備える。この構成によれば、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離の精度を向上できる。

【0055】

また、流路チップ１０において、第１電極５０は、第１所定方向Ｄ１に並ぶ複数の歯部５１１，５２１を有するくし形電極である。第２電極６０は、第２所定方向Ｄ２に並ぶ複数の歯部６１１，６２１を有するくし形電極である。第１所定方向Ｄ１と第２所定方向Ｄ２とは、流路３０の幅方向Ｗ１において互いに反対側に向かう方向である。この構成によれば、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離の精度を向上できる。

【0056】

また、流路チップ１０において、第１電極５０及び第２電極６０の各々は、流路３０の一面にある。この構成によれば、第１電極５０及び第２電極６０の各々を平面電極により構成することができ、製造コストの低下が図れる。

【0057】

また、流路チップ１０において、第１所定方向Ｄ１は、流路３０において懸濁液Ｌ１が流れる方向に沿って流路３０の幅方向Ｗ１の第２端から第１端に向かう方向である。第２所定方向Ｄ２は、流路３０において懸濁液Ｌ１が流れる方向に沿って流路３０の幅方向Ｗ１の第１端から第２端に向かう方向である。この構成によれば、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離の精度を向上できる。

【0058】

また、流路チップ１０において、第２電極６０の複数の歯部６１１，６２１は、流路３０の幅方向Ｗ１の第１端から第２端に向かって延びる第１歯部６１１と、流路３０の幅方向Ｗ１の第２端から第１端に向かって延びる第２歯部６２１とを含む。第１歯部６１１の先端６１１ａ及び第２歯部６２１の先端６２１ａは、流路３０の外部にある。この構成によれば、第２電極６０と流路３０との位置合わせが容易になり、流路チップ１０の製造の容易化が図れる。

【0059】

また、流路チップ１０において、流路３０は、主流路３１と、主流路３１と入口２１との間の連結流路３２とを含む。第１電極５０は、主流路３１にある。第２電極６０は、連結流路３２にある。連結流路３２の幅は、主流路３１の幅より狭い。この構成によれば、製造コストの低下が図れる。

【0060】

また、流路チップ１０において、基体１０ａは、流路３０の幅方向Ｗ１の第１端側に接続される第１収集部４０－１と、流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に接続される第２収集部４０－２とを有する。この構成によれば、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離の精度を向上できる。

【0061】

また、流路チップ１０において、流路３０は、入口２１と第２電極６０との間において流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に接続され懸濁液Ｌ１から複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２よりサイズが小さい粒子Ｐ３を除去するフィルタ９０を備える。この構成によれば、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離の精度を向上できる。

【0062】

また、流路チップ１０において、第１電極５０に第１所定電圧を印加するための第１電極パッド７１，７２と、第１電極パッドとは別に設けられて第２電極６０に第１所定電圧とは異なる第２所定電圧を印加するための第２電極パッド８１，８２とを備える。この構成によれば、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離の精度を向上できる。

【0063】

また、流路チップ１０において、第２所定電圧は、時間により振幅と周波数との少なくとも一つが変化するように設定される。この構成によれば、第２電極６０による誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の配向の精度が向上する。また、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が第２電極６０に接触する時間を短くできて、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２への負担を軽減できる。

【0064】

以上述べた分離システム１は、流路チップ１０と、懸濁液Ｌ１に含まれる特定種類の誘電体粒子Ｐ１を含む複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に導くように第２電極６０の電圧を制御し、かつ、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうち特定種類の誘電体粒子Ｐ１を流路３０の幅方向Ｗ１の第１端側に導くように第１電極５０の電圧を制御する電圧制御装置１１とを備える。この構成によれば、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離の精度を向上できる。

【0065】

また、分離システム１において、流路チップ１０は使い捨て可能である。この構成によれば、コンタミネーションを防止でき、さらに分離システム１の使い勝手が向上する。

【0066】

以上述べた分離方法は、流路チップ１０を用いる分離方法であって、懸濁液Ｌ１に含まれる特定種類の誘電体粒子Ｐ１を含む複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に導くように第２電極６０の電圧を制御し、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２のうち特定種類の誘電体粒子Ｐ１を流路３０の幅方向Ｗ１の第１端側に導くように第１電極５０の電圧を制御する。この構成によれば、懸濁液Ｌ１からの特定種類の誘電体粒子Ｐ１の分離の精度を向上できる。

【0067】

［１．２ 実施の形態２］
図７は、実施の形態２の流路チップ１０Ａの構成例における第２電極６０の周辺の部位の拡大図である。実施の形態２の流路チップ１０Ａは、連結流路３２に対する第２電極６０の位置が、実施の形態１の流路チップ１０と異なっている。

【0068】

図７の第２電極６０は、実施の形態１と同様に、流路３０の連結流路３２に配置され、懸濁液Ｌ１の複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２側に導く。第２電極６０は、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に流路３０の幅方向Ｗ１の第２端（連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２）側に向かう向きの誘電泳動力を与えるように構成される。一例として、図７に示すように、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２は、流路３０を流れる方向の力Ｆ２１を受けて、流路３０内を移動する。第２電極６０は、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２に誘電泳動力Ｆ２２を与えることによって、複数種類の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２側に向かう向きの力Ｆ２３を作用させる。

【0069】

図７に示すように、第２電極６０は、実施の形態１と同様に、流路３０の底面に第２所定方向Ｄ２に並ぶ複数の歯部６１１，６２１を有するくし形電極である。複数の歯部６１１，６２１は、複数の第１歯部６１１と複数の第２歯部６２１とを含む。第１歯部６１１と第２歯部６２１とは交互に並ぶ。複数の第１歯部６１１は、流路３０の幅方向Ｗ１の第１端から第２端に向かって延びる。つまり、複数の第１歯部６１１は、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第１端３２１から第２端３２２に向かって延びる。複数の第２歯部６２１は、流路３０の幅方向の第２端から第１端に向かって延びる。つまり、複数の第２歯部６２１は、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２から第１端３２１に向かって延びる。図７の第２電極６０では、第１歯部６１１の先端６１１ａは、連結流路３２の外部ではなく、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２と所定の距離を隔てて連結流路３２の内部にある。つまり、第１歯部６１１の先端６１１ａは、流路３０の幅方向Ｗ１の第２端と所定の距離を隔てて流路３０の内部にある。一方で、第２歯部６２１の先端６２１ａは、連結流路３２の外部、つまり、流路３０の外部にある。

【0070】

図７の第２電極６０において、第１歯部６１１の先端６１１ａが、連結流路３２の外部ではなく、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２と所定の距離を隔てて連結流路３２の内部にあることで、連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２と第１歯部６１１の先端６１１ａとの間に、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の通路が形成されやすい。つまり、図７に矢印Ａで示すように、第２電極６０により連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２側に導かれた誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が第２電極６０の第１歯部６１１の先端６１１ａと連結流路３２の幅方向Ｗ１の第２端３２２との間を通って第２電極６０から第１電極５０に向かいやすくなる。そのため、実施の形態１で述べた、後続の誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２による押し出しがなくても、自然と第２電極６０から離れて主流路３１に向かうことになる。そのため、第２電極６０による誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の配向の精度が向上する。また、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が第２電極６０に接触する時間を短くできて、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２への負担を軽減できる。なお、所定の距離は、特に限定されないが、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２を第２電極６０から第１電極５０に移動させることができるように適宜設定され得る。

【0071】

以上述べたように、流路チップ１０Ａでは、第２電極６０の複数の歯部６１１，６２１は、流路３０の幅方向Ｗ１の第１端から第２端に向かって延びる第１歯部６１１と、流路３０の幅方向Ｗ１の第２端から第１端に向かって延びる第２歯部６２１とを含む。第１歯部６１１の先端６１１ａは、流路３０の幅方向Ｗ１の第２端と所定の距離を隔てて流路３０の内部にある。第２歯部６２１の先端６２１ａは、流路３０の外部にある。この構成によれば、流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に導かれた誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が第２電極６０の第１歯部６１１の先端６１１ａと流路３０の幅方向Ｗ１の第２端との間を通って第２電極６０から第１電極５０に向かいやすくなるから、第２電極６０による誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２の配向の精度が向上する。また、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２が第２電極６０に接触する時間を短くできて、誘電体粒子Ｐ１，Ｐ２への負担を軽減できる。

【0072】

［２．変形例］
本開示の実施の形態は、上記実施の形態に限定されない。上記実施の形態は、本開示の課題を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下に、上記実施の形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。

【0073】

一変形例において、分離システム１は、必ずしも解析装置１２を備えている必要はない。分離システム１は、少なくとも流路チップ１０と電圧制御装置１１とを備えていればよい。

【0074】

一変形例において、懸濁液Ｌ１は血液に限定されない。懸濁液Ｌ１は、分離対象となる誘電体粒子を含んでいれば特に限定されない。誘電体粒子は、上記の細胞に限定されない。誘電体粒子は、例えば、膜小胞や、微生物、真菌、芽胞、ウイルス、エクソソーム、ＤＮＡやＲＮＡなどの核酸であってもよい。

【0075】

一変形例において、流路チップ１０の形状は変更可能である。特に、基体１０ａの形状は上記の実施の形態に限定されない。基体１０ａの形状は、流路３０に応じて適宜設定されればよい。流路３０は、上記の実施の形態のような直線状ではなく、曲線状であってよい。流路３０は、主流路３１、連結流路３２、分岐流路３３、及び接続路３４、３５のように明確に分かれている必要はない。主流路３１と連結流路３２との幅は同じであってよいし、連結流路３２は主流路３１に対して曲がっていてもよい。

【0076】

一変形例において、入口２２は必須ではない。つまり、懸濁液Ｌ１の成分の、置換液Ｌ２による置換は必須ではない。また、流路３０の形状によっては、収集部４０も必須ではない。

【0077】

一変形例において、第１電極５０の数及び形状は変更可能である。第１電極５０は、複数種類の誘電体粒子から特定種類の誘電体粒子を流路３０の幅方向Ｗ１の第１端側に導くことができればよい。第１電極５０の形状によっては、第１電極パッド７１，７２は省略可能である。

【0078】

一変形例において、第２電極６０の形状は変更可能である。第２電極６０は、複数種類の誘電体粒子を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に導くことができればよい。流路チップ１０は、複数の第２電極６０を備えてよい。複数の第２電極６０は互いに協働して、複数種類の誘電体粒子を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に導いてよい。例えば、複数の第２電極６０によって第１～第４誘電体粒子を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に導く場合には、第１の第２電極６０が第１及び第２誘電体粒子を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に導き、第２の第２電極６０が第３及び第４誘電体粒子を流路３０の幅方向Ｗ１の第２端側に導いてよい。また、第２電極６０の形状によっては、第２電極パッド８１，８２は省略可能である。

【0079】

一変形例において、フィルタ９０の数及び形状は変更可能である。フィルタ９０は、ＨＤＦ（hydrodynamic filtration）を利用する構成に限定されない。フィルタ９０は、例えば、ＤＬＤ（Deterministic lateral displacement）を利用する構成であってよい。また、フィルタ９０は必須ではない。

【0080】

［３．態様］
上記実施の形態及び変形例から明らかなように、本開示は、下記の態様を含む。以下では、実施の形態との対応関係を明示するためだけに、符号を括弧付きで付している。

【0081】

第１の態様は、流路チップ（１０；１０Ａ）であって、特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）を含む複数種類の誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）を含む懸濁液（Ｌ１）が導入される入口（２１）と前記入口（２１）から導入された前記懸濁液（Ｌ１）の複数種類の誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）が流れる流路（３０）とを有する基体（１０ａ）と、前記複数種類の誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）のうち前記特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）を前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第１端側に導く第１電極（５０）と、前記入口（２１）と前記第１電極（５０）との間にあって前記複数種類の誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）を前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第２端側に導く第２電極（６０）とを備える。この態様によれば、懸濁液（Ｌ１）からの特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）の分離の精度を向上できる。

【0082】

第２の態様は、第１の態様に基づく流路チップ（１０；１０Ａ）である。第２の態様において、前記第１電極（５０）及び前記第２電極（６０）の各々は、前記流路（３０）の一面にある。この態様によれば、前記第１電極（５０）及び前記第２電極（６０）の各々を平面電極により構成することができて、製造コストの低下が図れる。

【0083】

第３の態様は、第１又は第２の態様に基づく流路チップ（１０；１０Ａ）である。第３の態様において、前記第１電極（５０）は、前記流路（３０）の底面に第１所定方向（Ｄ１）に並ぶ複数の歯部（５１１，５２１）を有するくし形電極である。前記第２電極（６０）は、前記流路（３０）の底面に第２所定方向（Ｄ２）に並ぶ複数の歯部（６１１，６２１）を有するくし形電極である。前記第１所定方向（Ｄ１）と前記第２所定方向（Ｄ２）とは、前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）において互いに反対側に向かう方向である。この態様によれば、懸濁液（Ｌ１）からの特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）の分離の精度を向上できる。

【0084】

第４の態様は、第３の態様に基づく流路チップ（１０；１０Ａ）である。第４の態様において、前記第１所定方向（Ｄ１）は、前記流路（３０）において前記懸濁液（Ｌ１）が流れる方向に沿って前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第２端から第１端に向かう方向である。前記第２所定方向（Ｄ２）は、前記流路（３０）において前記懸濁液（Ｌ１）が流れる方向に沿って前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第１端から第２端に向かう方向である。この態様によれば、懸濁液（Ｌ１）からの特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）の分離の精度を向上できる。

【0085】

第５の態様は、第２～第４の態様のいずれか一つに基づく流路チップ（１０）である、第５の態様において、前記第２電極（６０）の複数の歯部（６１１，６２１）は、前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第１端から第２端に向かって延びる第１歯部（６１１）と、前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第２端から第１端に向かって延びる第２歯部（６２１）とを含む。前記第１歯部（６１１）の先端（６１１ａ）及び前記第２歯部（６２１）の先端（６２１ａ）は、前記流路（３０）の外部にある。この態様によれば、第２電極（６０）と流路（３０）との位置合わせが容易になり、流路チップ（１０）の製造の容易化が図れる。

【0086】

第６の態様は、第２～第４の態様のいずれか一つに基づく流路チップ（１０Ａ）である、第６の態様において、前記第２電極（６０）の複数の歯部（６１１，６２１）は、前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第１端から第２端に向かって延びる第１歯部（６１１）と、前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第２端から第１端に向かって延びる第２歯部（６２１）とを含む。前記第１歯部（６１１）の先端（６１１ａ）は、前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第２端と所定の距離を隔てて前記流路（３０）の内部にある。前記第２歯部（６２１）の先端（６２１ａ）は、前記流路（３０）の外部にある。この態様によれば、流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第２端側に導かれた誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）が第２電極（６０）の第１歯部（６１１）の先端（６１１ａ）と流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第２端との間を通って第２電極（６０）から第１電極（５０）に向かいやすくなるから、第２電極（６０）による誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）の配向の精度が向上する。また、誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）が第２電極（６０）に接触する時間を短くできて、誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）への負担を軽減できる。

【0087】

第７の態様は、第１～第６の態様のいずれか一つに基づく流路チップ（１０；１０Ａ）である、第７の態様において、前記流路（３０）は、主流路（３１）と、前記主流路（３１）と前記入口（２１）との間の連結流路（３２）とを含む。前記連結流路（３２）の幅は、前記主流路（３１）の幅より狭い。この態様によれば、製造コストの低下が図れる。

【0088】

第８の態様は、第１～第７の態様のいずれか一つに基づく流路チップ（１０；１０Ａ）である、第８の態様において、前記基体（１０ａ）は、前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第１端側に接続される第１収集部（４０－１）と、前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第２端側に接続される第２収集部（４０－２）とを有する。この態様によれば、懸濁液（Ｌ１）からの特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）の分離の精度を向上できる。

【0089】

第９の態様は、第１～第８の態様のいずれか一つに基づく流路チップ（１０；１０Ａ）である、第９の態様において、前記流路（３０）は、前記入口（２１）と前記第２電極（６０）との間において前記流路（３０）の幅方向の第２端側に接続され前記懸濁液（Ｌ１）から前記複数種類の誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）よりサイズが小さい粒子（Ｐ３）を除去するフィルタ（９０）を備える。この態様によれば、懸濁液（Ｌ１）からの特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）の分離の精度を向上できる。

【0090】

第１０の態様は、第１～第９の態様のいずれか一つに基づく流路チップ（１０；１０Ａ）である。第１０の態様において、前記第１電極（５０）に第１所定電圧を印加するための第１電極パッド（７１，７２）と、前記第１電極パッドとは別に設けられて前記第２電極（６０）に前記第１所定電圧とは異なる第２所定電圧を印加するための第２電極パッド（８１，８２）とを備える。この態様によれば、懸濁液（Ｌ１）からの特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）の分離の精度を向上できる。

【0091】

第１１の態様は、第１０の態様に基づく流路チップ（１０；１０Ａ）である。第１１の態様において、前記第２所定電圧は、時間により振幅と周波数との少なくとも一つが変化するように設定される。この態様によれば、第２電極（６０）による誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）の配向の精度が向上する。また、誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）が第２電極（６０）に接触する時間を短くできて、誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）への負担を軽減できる。

【0092】

第１２の態様は、分離システム（１）であって、第１～第１１の態様のいずれか一つに記載の流路チップ（１０；１０Ａ）と、前記懸濁液（Ｌ１）に含まれる前記特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）を含む前記複数種類の誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）を前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第２端側に導くように前記第２電極（６０）の電圧を制御し、かつ、前記複数種類の誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）のうち前記特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）を前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第１端側に導くように前記第１電極（５０）の電圧を制御する電圧制御装置（１１）とを備える。この態様によれば、懸濁液（Ｌ１）からの特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）の分離の精度を向上できる。

【0093】

第１３の態様は、第１２の態様に基づく分離システム（１）である。第１３の態様において、前記流路チップ（１０；１０Ａ）は使い捨て可能である。この態様によれば、コンタミネーションを防止でき、さらに分離システム（１）の使い勝手が向上する。

【0094】

第１４の態様は、第１～第１１の態様のいずれか一つに記載の流路チップ（１０；１０Ａ）を用いる分離方法であって、前記懸濁液（Ｌ１）に含まれる前記特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）を含む前記複数種類の誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）を前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第２端側に導くように前記第２電極（６０）の電圧を制御し、かつ、前記複数種類の誘電体粒子（Ｐ１，Ｐ２）のうち前記特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）を前記流路（３０）の幅方向（Ｗ１）の第１端側に導くように前記第１電極（５０）の電圧を制御する。この態様によれば、懸濁液（Ｌ１）からの特定種類の誘電体粒子（Ｐ１）の分離の精度を向上できる。

【産業上の利用可能性】

【0095】

本開示は、流路チップ、分離システム、及び、分離方法に適用される。具体的には、懸濁液に含まれる複数種類の誘電体粒子から特定種類の誘電体粒子を分離するための流路チップ、分離システム、及び、分離方法に、本開示は適用可能である。

【符号の説明】

【0096】

１ 分離システム
１０，１０Ａ 流路チップ
１０ａ 基体
１１ 電圧制御装置
２１ 入口
３０ 流路
３１ 主流路
３２ 連結流路
４０－１ 第１収集部
４０－２ 第２収集部
５０ 第１電極
５１１ 第１歯部（歯部）
５２１ 第２歯部（歯部）
６０ 第２電極
６１１ 第１歯部（歯部）
６１１ａ 先端
６２１ 第２歯部（歯部）
６２１ａ 先端
７１，７２ 第１電極パッド
８１，８２ 第２電極パッド
９０ フィルタ
Ｌ１ 懸濁液
Ｐ１，Ｐ２ 誘電体粒子
Ｐ３ 粒子
Ｗ１ 幅方向
Ｄ１ 第１所定方向
Ｄ２ 第２所定方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】