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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-06
(45)【発行日】2024-02-15
(54)【発明の名称】分析装置、分析方法、及び粒子分離装置
(51)【国際特許分類】
G01N 15/1409 20240101AFI20240207BHJP
G01N 27/76 20060101ALI20240207BHJP
G01N 33/50 20060101ALI20240207BHJP
G01N 33/48 20060101ALI20240207BHJP
G01N 15/14 20240101ALI20240207BHJP
G01N 15/13 20240101ALI20240207BHJP
C12M 1/34 20060101ALI20240207BHJP
C12M 1/26 20060101ALI20240207BHJP
【ＦＩ】
G01N15/14 A
G01N27/76
G01N33/50 T
G01N33/48 M
G01N15/14 C
G01N15/12 B
C12M1/34 B
C12M1/26
【請求項の数】
23
(21)【出願番号】P 2020087660
(22)【出願日】2020-05-19
(65)【公開番号】P2021181939
(43)【公開日】2021-11-25
【審査請求日】2023-05-02
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和１年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、研究成果展開事業「電磁泳動法による政界初のプランクトン及び関連微粒子迅速評価装置の開発」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】000003193
【氏名又は名称】ＴＯＰＰＡＮホールディングス株式会社
(73)【特許権者】
【識別番号】515295968
【氏名又は名称】株式会社カワノラボ
(73)【特許権者】
【識別番号】304021277
【氏名又は名称】国立大学法人 名古屋工業大学
(74)【代理人】
【識別番号】100168583
【弁理士】
【氏名又は名称】前井 宏之
(72)【発明者】
【氏名】阿部 裕一郎
(72)【発明者】
【氏名】河野 誠
(72)【発明者】
【氏名】飯國 良規
【審査官】鴨志田 健太
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／０６９２６０（ＷＯ，Ａ１）
【文献】国際公開第２０１８／１０５７２１（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０００－１０５２１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１１／１５５４８９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－１８５８３９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０１７２１４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ １５／１４
Ｇ０１Ｎ ２７／７６
Ｇ０１Ｎ ３３／５０
Ｇ０１Ｎ ３３／４８
Ｇ０１Ｎ １５／１２
Ｃ１２Ｍ １／３４
Ｃ１２Ｍ １／２６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定の流通方向に溶媒が流れる流路を有するマイクロ流路デバイスと、前記流路を流れる前記溶媒に電流を流す電流生成部と、
前記溶媒に分散している粒子のうち、強磁性又は常磁性の粒子である第１粒子を、前記流路を形成する壁面側へ磁気泳動させて前記壁面に吸着させるとともに、前記溶媒に分散している粒子のうち、反磁性の粒子である第２粒子を、前記流通方向に対して直交する第１方向へ前記電流と共に電磁泳動させる磁場を、前記流路に形成する第１分離磁場形成部と、
前記第１方向とは反対の方向である第２方向へ前記電流と共に前記第２粒子を電磁泳動させる磁場を、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域である分離領域に形成する第２分離磁場形成部と、
前記溶媒に含まれる粒子の情報を取得する情報取得部と
を備える、分析装置。
【請求項2】
前記第１分離磁場形成部は、前記流路に磁場を発生させる分離磁場発生源と、
前記分離磁場発生源が前記流路に発生させる磁場の強度を第１強度と第２強度との間で調整する磁場強度調整部と
を有し、
前記第１強度は、前記第１粒子を前記壁面に吸着させるとともに、前記第２粒子を前記第１方向へ前記電流と共に電磁泳動させる強度であり、
前記第２強度は、前記第１粒子の前記壁面への吸着が解除される強度であり、
前記第１粒子は、前記壁面への吸着が解除されると、前記分離領域へ移動し、
前記第２分離磁場形成部が前記分離領域に形成する磁場は、前記第１粒子を前記第２方向へ前記電流と共に電磁泳動させる、請求項１に記載の分析装置。
【請求項3】
前記情報取得部は、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域で前記第２粒子を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記第２粒子の濃度を演算する演算部と
を有する、請求項１又は請求項２に記載の分析装置。
【請求項4】
前記検出部は、前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域において、磁気泳動する前記第１粒子の動きを検出し、前記演算部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１粒子の体積磁化率を演算する、請求項３に記載の分析装置。
【請求項5】
前記情報取得部は、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域で前記第１粒子を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１粒子の濃度を演算する演算部と
を有する、請求項２に記載の分析装置。
【請求項6】
所定の流通方向に溶媒が流れる流路を有するマイクロ流路デバイスと、前記流路を流れる前記溶媒に電流を流す電流生成部と、
前記溶媒に分散している粒子のうち、強磁性又は常磁性の粒子である第１粒子を、前記流路を形成する壁面側へ磁気泳動させて前記壁面に吸着させる磁場を、前記流路に形成する第１分離磁場形成部と、
前記溶媒に分散している粒子のうち、反磁性の粒子である第２粒子を、前記流通方向に対して直交する第１方向へ前記電流と共に電磁泳動させる磁場を、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域である片側寄せ領域に形成する片側寄せ磁場形成部と、
前記第１方向とは反対の方向である第２方向へ前記電流と共に前記第２粒子を電磁泳動させる磁場を、前記流通方向において前記片側寄せ領域よりも下流側の領域である分離領域に形成する第２分離磁場形成部と、
前記溶媒に含まれる粒子の情報を取得する情報取得部と
を備える、分析装置。
【請求項7】
前記第１分離磁場形成部は、前記流路に磁場を発生させる分離磁場発生源と、
前記分離磁場発生源が前記流路に発生させる磁場の強度を第１強度と第２強度との間で調整する磁場強度調整部と
を有し、
前記第１強度は、前記第１粒子を前記壁面に吸着させる強度であり、
前記第２強度は、前記第１粒子の前記壁面への吸着が解除される強度であり、
前記第１粒子は、前記壁面への吸着が解除されると、前記流通方向の下流側へ移動し、
前記第２分離磁場形成部が前記分離領域に形成する磁場は、前記第１粒子を前記第２方向へ前記電流と共に電磁泳動させる、請求項６に記載の分析装置。
【請求項8】
前記情報取得部は、前記流通方向において前記片側寄せ領域よりも下流側の領域で前記第２粒子を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記第２粒子の濃度を演算する演算部と
を有する、請求項６又は請求項７に記載の分析装置。
【請求項9】
前記検出部は、前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域において前記第１粒子を検出し、前記演算部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１粒子の濃度を演算する、請求項８に記載の分析装置。
【請求項10】
前記検出部は、前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域において、磁気泳動する前記第１粒子の動きを検出し、前記演算部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１粒子の体積磁化率を演算する、請求項９に記載の分析装置。
【請求項11】
前記情報取得部は、前記流通方向において前記片側寄せ領域よりも下流側の領域で前記第１粒子を検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１粒子の濃度を演算する演算部と
を有する、請求項７に記載の分析装置。
【請求項12】
前記情報取得部は、前記流路において電磁泳動する粒子の動きを検出する検出部と、
前記検出部の検出結果に基づいて、前記粒子の表面電気伝導度を演算する演算部と
を有する、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項13】
前記検出部は、前記溶媒に含まれる粒子を撮像する撮像部を含み、前記演算部は、前記撮像部の撮像結果に基づいて前記粒子の情報を取得する、請求項３から請求項５、及び請求項８から請求項１２のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項14】
前記検出部は、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域で、前記溶媒に含まれる粒子の通過に応じて波形が変動する電気信号を生成するセンサーを含み、前記演算部は、前記電気信号に基づいて前記粒子の情報を取得する、請求項３又は請求項５に記載の分析装置。
【請求項15】
前記検出部は、前記流通方向において前記片側寄せ領域よりも下流側の領域で、前記溶媒に含まれる粒子の通過に応じて波形が変動する電気信号を生成するセンサーを含み、前記演算部は、前記電気信号に基づいて前記粒子の情報を取得する、請求項８又は請求項１１に記載の分析装置。
【請求項16】
前記流路の前記第２方向における幅は、特定の粒子の粒子径の２倍以上である、請求項１から請求項１５のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項17】
前記流路は、前記流通方向において前記分離領域よりも下流側に複数の分岐流路を有する、請求項１から請求項１６いずれか１項に記載の分析装置。
【請求項18】
前記第１粒子は、金属成分を含有する金属成分含有粒子を含み、前記第２粒子は、微生物を含む、請求項１から請求項１７のいずれか１項に記載の分析装置。
【請求項19】
前記第２粒子は、微生物の代謝物を更に含む、請求項１８に記載の分析装置。
【請求項20】
流路に送液された溶媒に分散している粒子のうち、強磁性又は常磁性の粒子である第１粒子を、前記流路を形成する壁面側へ磁気泳動させて前記壁面に吸着させるとともに、前記溶媒に分散している粒子のうち、反磁性の粒子である第２粒子を、前記溶媒が前記流路を流れる方向に対して直交する第１方向へ電磁泳動させる工程と、前記第１方向とは反対の方向である第２方向へ前記第２粒子を電磁泳動させる工程と、
前記第２粒子の情報を取得する工程と
を含む、分析方法。
【請求項21】
流路に送液された溶媒に分散している粒子のうち、強磁性又は常磁性の粒子である第１粒子を、前記流路を形成する壁面側へ磁気泳動させて前記壁面に吸着させる工程と、前記溶媒に分散している粒子のうち、反磁性の粒子である第２粒子を、前記溶媒が前記流路を流れる方向に対して直交する第１方向へ電磁泳動させる工程と、
前記第１方向とは反対の方向である第２方向へ前記第２粒子を電磁泳動させる工程と、
前記第２粒子の情報を取得する工程と
を含む、分析方法。
【請求項22】
所定の流通方向に溶媒が流れる流路を有するマイクロ流路デバイスと、前記流路を流れる前記溶媒に電流を流す電流生成部と、
前記溶媒に分散している粒子のうち、強磁性又は常磁性の粒子である第１粒子を、前記流路を形成する壁面側へ磁気泳動させて前記壁面に吸着させるとともに、前記溶媒に分散している粒子のうち、反磁性の粒子である第２粒子を、前記流通方向に対して直交する第１方向へ前記電流と共に電磁泳動させる磁場を、前記流路に形成する第１分離磁場形成部と、
前記第１方向とは反対の方向である第２方向へ前記電流と共に前記第２粒子を電磁泳動させる磁場を、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域である分離領域に形成する第２分離磁場形成部と
を備える、粒子分離装置。
【請求項23】
所定の流通方向に溶媒が流れる流路を有するマイクロ流路デバイスと、前記流路を流れる前記溶媒に電流を流す電流生成部と、
前記溶媒に分散している粒子のうち、強磁性又は常磁性の粒子である第１粒子を、前記流路を形成する壁面側へ磁気泳動させて前記壁面に吸着させる磁場を、前記流路に形成する第１分離磁場形成部と、
前記溶媒に分散している粒子のうち、反磁性の粒子である第２粒子を、前記流通方向に対して直交する第１方向へ前記電流と共に電磁泳動させる磁場を、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域である片側寄せ領域に形成する片側寄せ磁場形成部と、
前記第１方向とは反対の方向である第２方向へ前記電流と共に前記第２粒子を電磁泳動させる磁場を、前記流通方向において前記片側寄せ領域よりも下流側の領域である分離領域に形成する第２分離磁場形成部と
を備える、粒子分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、分析装置、及び分析方法、並びにそれらに用いることができる粒子分離装置に関する。
【背景技術】
【0002】
赤潮の発生により、魚や貝類の死滅、海苔などの海藻の成長鈍化や色落ちなどの水産業への被害が発生することがある。特に、沿岸養殖や海面養殖などの養殖業では、甚大な被害を受けることがある。赤潮は、植物性プランクトンの異常増殖に起因して発生する。植物性プランクトンは、主に河川から海に流れ込む窒素やリン、鉄などを栄養分として増殖する。
【0003】
沿岸養殖や海面養殖などの養殖業では、赤潮によって養殖魚の魚類が死滅してしまうことを防止するため、「餌止め」、「粘土の散布」、「生け簀の移動」などの対策を取ることがある。
【0004】
例えば、海面養殖に用いられる網生け簀内で養殖魚の魚類が赤潮によって死滅してしまうことを防止する手段として、浮沈式の養殖用生け簀が知られている（例えば、特許文献１参照。）。浮沈式の養殖用生け簀は、海中の適当な深さに設置することができる。したがって、網生け簀内で養殖している魚類への赤潮被害を低減させることができる。浮沈式の養殖用生け簀は、必要に応じて海面に浮上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平７－７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、養殖生け簀は、浮沈させる作業に手間がかかる。そのため、赤潮を発見した後、対策までに時間がかかり、対策が間に合わない可能性がある。したがって、赤潮対策のための時間を十分に得られるように、赤潮の発生を予測する手段が求められている。例えば、赤潮の発生前に植物性プランクトンの増殖を確認できれば、赤潮の発生を予測することができる。
【0007】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、植物性プランクトンのような反磁性の粒子の情報をより容易にサンプルから取得できる分析装置、及び分析方法、並びに、それらに用いることができる粒子分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の一局面によれば、分析装置は、マイクロ流路デバイスと、電流生成部と、第１分離磁場形成部と、第２分離磁場形成部と、情報取得部とを備える。前記マイクロ流路デバイスは、所定の流通方向に溶媒が流れる流路を有する。前記電流生成部は、前記流路を流れる前記溶媒に電流を流す。前記第１分離磁場形成部は、前記溶媒に分散している粒子のうち、強磁性又は常磁性の粒子である第１粒子を、前記流路を形成する壁面側へ磁気泳動させて前記壁面に吸着させるとともに、前記溶媒に分散している粒子のうち、反磁性の粒子である第２粒子を、前記流通方向に対して直交する第１方向へ前記電流と共に電磁泳動させる磁場を、前記流路に形成する。前記第２分離磁場形成部は、前記第１方向とは反対の方向である第２方向へ前記電流と共に前記第２粒子を電磁泳動させる磁場を、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域である分離領域に形成する。前記情報取得部は、前記溶媒に含まれる粒子の情報を取得する。
【0009】
ある実施形態において、前記第１分離磁場形成部は、分離磁場発生源と、磁場強度調整部とを有する。前記分離磁場発生源は、前記流路に磁場を発生させる。前記磁場強度調整部は、前記分離磁場発生源が前記流路に発生させる磁場の強度を第１強度と第２強度との間で調整する。前記第１強度は、前記第１粒子を前記壁面に吸着させるとともに、前記第２粒子を前記第１方向へ前記電流と共に電磁泳動させる強度である。前記第２強度は、前記第１粒子の前記壁面への吸着が解除される強度である。前記第１粒子は、前記壁面への吸着が解除されると、前記分離領域へ移動する。前記第２分離磁場形成部が前記分離領域に形成する磁場は、前記第１粒子を前記第２方向へ前記電流と共に電磁泳動させる。
【0010】
ある実施形態において、前記情報取得部は、検出部と、演算部とを有する。前記検出部は、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域で前記第２粒子を検出する。前記演算部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第２粒子の濃度を演算する。
【0011】
ある実施形態では、前記検出部は、前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域において、磁気泳動する前記第１粒子の動きを検出する。前記演算部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１粒子の体積磁化率を演算する。
【0012】
ある実施形態において、前記情報取得部は、検出部と、演算部とを有する。前記検出部は、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域で前記第１粒子を検出する。前記演算部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１粒子の濃度を演算する。
【0013】
本発明の別の局面によれば、分析装置は、マイクロ流路デバイスと、電流生成部と、第１分離磁場形成部と、片側寄せ磁場形成部と、第２分離磁場形成部と、情報取得部とを備える。前記マイクロ流路デバイスは、所定の流通方向に溶媒が流れる流路を有する。前記電流生成部は、前記流路を流れる前記溶媒に電流を流す。前記第１分離磁場形成部は、前記溶媒に分散している粒子のうち、強磁性又は常磁性の粒子である第１粒子を、前記流路を形成する壁面側へ磁気泳動させて前記壁面に吸着させる磁場を、前記流路に形成する。前記片側寄せ磁場形成部は、前記溶媒に分散している粒子のうち、反磁性の粒子である第２粒子を、前記流通方向に対して直交する第１方向へ前記電流と共に電磁泳動させる磁場を、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域である片側寄せ領域に形成する。前記第２分離磁場形成部は、前記第１方向とは反対の方向である第２方向へ前記電流と共に前記第２粒子を電磁泳動させる磁場を、前記流通方向において前記片側寄せ領域よりも下流側の領域である分離領域に形成する。前記情報取得部は、前記溶媒に含まれる粒子の情報を取得する。
【0014】
ある実施形態において、前記第１分離磁場形成部は、分離磁場発生源と、磁場強度調整部とを有する。前記分離磁場発生源は、前記流路に磁場を発生させる。前記磁場強度調整部は、前記分離磁場発生源が前記流路に発生させる磁場の強度を第１強度と第２強度との間で調整する。前記第１強度は、前記第１粒子を前記壁面に吸着させる強度である。前記第２強度は、前記第１粒子の前記壁面への吸着が解除される強度である。前記第１粒子は、前記壁面への吸着が解除されると、前記流通方向の下流側へ移動する。前記第２分離磁場形成部が前記分離領域に形成する磁場は、前記第１粒子を前記第２方向へ前記電流と共に電磁泳動させる。
【0015】
ある実施形態において、前記情報取得部は、検出部と、演算部とを有する。前記検出部は、前記流通方向において前記片側寄せ領域よりも下流側の領域で前記第２粒子を検出する。前記演算部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第２粒子の濃度を演算する。
【0016】
ある実施形態において、前記検出部は、前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域において前記第１粒子を検出し、前記演算部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１粒子の濃度を演算する。
【0017】
ある実施形態において、前記検出部は、前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域において、磁気泳動する前記第１粒子の動きを検出し、前記演算部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１粒子の体積磁化率を演算する。
【0018】
ある実施形態において、前記情報取得部は、検出部と、演算部とを有する。前記検出部は、前記流通方向において前記片側寄せ領域よりも下流側の領域で前記第１粒子を検出する。前記演算部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記第１粒子の濃度を演算する。
【0019】
ある実施形態において、前記情報取得部は、検出部と、演算部とを有する。前記検出部は、前記流路において電磁泳動する粒子の動きを検出する。前記演算部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記粒子の表面電気伝導度を演算する。
【0020】
ある実施形態において、前記検出部は、撮像部を含む。前記撮像部は、前記溶媒に含まれる粒子を撮像する。前記演算部は、前記撮像部の撮像結果に基づいて前記粒子の情報を取得する。
【0021】
ある実施形態において、前記検出部は、センサーを含む。前記センサーは、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域で、前記溶媒に含まれる粒子の通過に応じて波形が変動する電気信号を生成する。前記演算部は、前記電気信号に基づいて前記粒子の情報を取得する。
【0022】
ある実施形態において、前記検出部は、センサーを含む。前記センサーは、前記流通方向において前記片側寄せ領域よりも下流側の領域で、前記溶媒に含まれる粒子の通過に応じて波形が変動する電気信号を生成する。前記演算部は、前記電気信号に基づいて前記粒子の情報を取得する。
【0023】
ある実施形態において、前記流路の前記第２方向における幅は、特定の粒子の粒子径の２倍以上である。
【0024】
ある実施形態において、前記流路は、前記流通方向において前記分離領域よりも下流側に複数の分岐流路を有する。
【0025】
ある実施形態において、前記第１粒子は、金属成分を含有する金属成分含有粒子を含む。
【0026】
ある実施形態において、前記第２粒子は、微生物を含む。
【0027】
ある実施形態において、前記第２粒子は、微生物の代謝物を更に含む。
【0028】
本発明の更に別の局面によれば、分析方法は、流路に送液された溶媒に分散している粒子のうち、強磁性又は常磁性の粒子である第１粒子を、前記流路を形成する壁面側へ磁気泳動させて前記壁面に吸着させるとともに、前記溶媒に分散している粒子のうち、反磁性の粒子である第２粒子を、前記溶媒が前記流路を流れる方向に対して直交する第１方向へ電磁泳動させる工程を含む。分析方法は、前記第１方向とは反対の方向である第２方向へ前記第２粒子を電磁泳動させる工程を含む。分析方法は、前記第２粒子の情報を取得する工程を含む。
【0029】
本発明の更に別の局面によれば、分析方法は、流路に送液された溶媒に分散している粒子のうち、強磁性又は常磁性の粒子である第１粒子を、前記流路を形成する壁面側へ磁気泳動させて前記壁面に吸着させる工程を含む。分析方法は、前記溶媒に分散している粒子のうち、反磁性の粒子である第２粒子を、前記溶媒が前記流路を流れる方向に対して直交する第１方向へ電磁泳動させる工程を含む。分析方法は、前記第１方向とは反対の方向である第２方向へ前記第２粒子を電磁泳動させる工程を含む。分析方法は、前記第２粒子の情報を取得する工程を含む。
【0030】
本発明の更に別の局面によれば、粒子分離装置は、マイクロ流路デバイスと、電流生成部と、第１分離磁場形成部と、第２分離磁場形成部とを備える。前記マイクロ流路デバイスは、所定の流通方向に溶媒が流れる流路を有する。前記電流生成部は、前記流路を流れる前記溶媒に電流を流す。前記第１分離磁場形成部は、前記溶媒に分散している粒子のうち、強磁性又は常磁性の粒子である第１粒子を、前記流路を形成する壁面側へ磁気泳動させて前記壁面に吸着させるとともに、前記溶媒に分散している粒子のうち、反磁性の粒子である第２粒子を、前記流通方向に対して直交する第１方向へ前記電流と共に電磁泳動させる磁場を、前記流路に形成する。前記第２分離磁場形成部は、前記第１方向とは反対の方向である第２方向へ前記電流と共に前記第２粒子を電磁泳動させる磁場を、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域である分離領域に形成する。
【0031】
本発明の更に別の局面によれば、粒子分離装置は、マイクロ流路デバイスと、電流生成部と、第１分離磁場形成部と、片側寄せ磁場形成部と、第２分離磁場形成部とを備える。前記マイクロ流路デバイスは、所定の流通方向に溶媒が流れる流路を有する。前記電流生成部は、前記流路を流れる前記溶媒に電流を流す。前記第１分離磁場形成部は、前記溶媒に分散している粒子のうち、強磁性又は常磁性の粒子である第１粒子を、前記流路を形成する壁面側へ磁気泳動させて前記壁面に吸着させる磁場を、前記流路に形成する。前記片側寄せ磁場形成部は、前記溶媒に分散している粒子のうち、反磁性の粒子である第２粒子を、前記流通方向に対して直交する第１方向へ前記電流と共に電磁泳動させる磁場を、前記流通方向において前記第１分離磁場形成部が磁場を形成する領域よりも下流側の領域である片側寄せ領域に形成する。前記第２分離磁場形成部は、前記第１方向とは反対の方向である第２方向へ前記電流と共に前記第２粒子を電磁泳動させる磁場を、前記流通方向において前記片側寄せ領域よりも下流側の領域である分離領域に形成する。
【発明の効果】
【0032】
本発明に係る分析装置、分析方法、及び粒子分離装置によれば、植物性プランクトンのような反磁性の粒子の情報をより容易にサンプルから取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】本発明の実施形態１に係る分析装置を示す模式図である。
【図2】（ａ）は、マイクロ流路デバイスを示す正面図である。（ｂ）は、流路の一部を拡大して示す正面図である。（ｃ）は、流路本体部の近傍を拡大して示す側面図である。
【図3】（ａ）及び（ｂ）は、第１粒子の動きを示す側面図である。
【図4】第２粒子の動きを示す正面図である。
【図5】第２粒子の動きを示す正面図である。
【図6】第１分離磁場形成部及び第２分離磁場形成部を示す側面図である。
【図7】（ａ）及び（ｂ）は、第１分離領域における第１粒子の動きを示す側面図である。
【図8】本発明の実施形態１に係る分析装置の構成の一例を示す図である。
【図9】第１電極ユニットの構成を示す断面図である。
【図10】本発明の実施形態１に係る分析方法の一例を示すフローチャートである。
【図11】（ａ）は、本発明の実施形態１に係る分析装置の第１変形例を示す図である。（ｂ）は、第１分離領域における第１粒子の動きを示す側面図である。
【図12】本発明の実施形態１に係る分析装置の第２変形例を示す図である。
【図13】本発明の実施形態２に係る分析装置を示す模式図である。
【図14】（ａ）は、流路本体部の近傍を拡大して示す正面図である。（ｂ）は、第１粒子及び第２粒子の動きを示す正面図である。
【図15】片側寄せ磁場形成部及び第２分離磁場形成部を示す側面図である。
【図16】第１分離磁場形成部を示す正面図である。
【図17】検出部を示す図である。
【図18】本発明の実施形態２に係る分析方法の一例を示すフローチャートである。
【図19】流路本体部の変形例を示す図である。
【図20】本発明の実施形態２に係る分析方法の他例を示すフローチャートである。
【図21】（ａ）は、本発明の他の実施形態に係る分析装置を示す図である。（ｂ）は、本発明の他の実施形態に係る分析装置の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0034】
以下、図面（図１～図２１）を参照して本発明に係る分析装置、分析方法、及び粒子分離装置の実施形態を説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。なお、説明が重複する箇所については、適宜説明を省略する場合がある。また、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
【0035】
［実施形態１］
以下、図１～図１２を参照して本発明の実施形態１を説明する。まず、図１を参照して本実施形態の分析装置１００を説明する。図１は、本実施形態の分析装置１００を示す模式図である。分析装置１００は、サンプルＳの溶媒ｍに分散している粒子ｐの情報を取得する。
以下、図１～図１２を参照して本発明の実施形態１を説明する。まず、図１を参照して本実施形態の分析装置１００を説明する。図１は、本実施形態の分析装置１００を示す模式図である。分析装置１００は、サンプルＳの溶媒ｍに分散している粒子ｐの情報を取得する。
【0036】
以下、分析装置１００の構成を説明する。図１に示すように、分析装置１００は、粒子分離装置２００と、粒子情報取得部３００とを備える。粒子分離装置２００は、サンプルＳの溶媒ｍに分散している粒子ｐを、第１粒子ｐ１と、第２粒子ｐ２とに分離する。粒子分離装置２００は、更に、サンプルＳの溶媒ｍに分散している第２粒子ｐ２を、それぞれのサイズや種類に応じて分離させる。本実施形態の粒子分離装置２００は、更に、サンプルＳの溶媒ｍに分散している第１粒子ｐ１を、それぞれのサイズや種類に応じて分離させる。粒子情報取得部３００は、サンプルＳに含まれる粒子ｐの情報を取得する。
【0037】
サンプルＳは、例えば、河川水、又は海水である。第１粒子ｐ１は、強磁性又は常磁性の粒子である。第２粒子ｐ２は、反磁性の粒子である。第１粒子ｐ１は、例えば、金属成分を含有する金属成分含有粒子を含む。第２粒子ｐ２は、例えば、微生物と、窒素成分を含有する窒素成分含有粒子と、微生物の代謝物とを含む。金属成分含有粒子は、コロイド状であってもよい。金属成分は、例えば、錯体又は金属イオンである。金属成分は、例えば、鉄成分、リン成分、カリウム成分、及びカルシウム成分を含む。錯体は、例えば、フルボ酸鉄、酸化鉄、水酸化鉄、及びオキシ水酸化鉄を含む。微生物は、例えば植物性プランクトンである。微生物の代謝物は、例えば、エクソソームである。
【0038】
粒子情報取得部３００は、第２粒子ｐ２の情報を取得する。詳しくは、粒子情報取得部３００は、第２粒子ｐ２の情報として、第２粒子ｐ２の濃度を取得する。粒子情報取得部３００は、第２粒子ｐ２の情報として、第２粒子ｐ２の半径又は直径の情報、第２粒子ｐ２の粒度分布の情報、及び第２粒子ｐ２の界面動電現象に影響を与える物性の情報のうちの少なくとも１つを更に取得してもよい。なお、界面動電現象は、粒子表面の電荷状態や粒子近傍の電荷状態によって粒子が運動する現象を示し、界面動電現象に影響を与える粒子の物性は、粒子表面の電荷状態の評価対象となる物性を含む。例えば、粒子情報取得部３００は、第２粒子ｐ２の界面動電現象に影響を与える物性の情報として、第２粒子ｐ２のゼータ電位及び表面電気伝導度のうちの少なくとも一方を取得してもよい。
【0039】
本実施形態において、粒子情報取得部３００は、第１粒子ｐ１の情報を更に取得する。詳しくは、粒子情報取得部３００は、第１粒子ｐ１の情報として、第１粒子ｐ１の濃度を取得する。粒子情報取得部３００は、第１粒子ｐ１の情報として、第１粒子ｐ１の半径又は直径の情報、第１粒子ｐ１の粒度分布の情報、第１粒子ｐ１の界面動電現象に影響を与える物性の情報、及び第１粒子ｐ１の体積磁化率の情報のうちの少なくとも１つを更に取得してもよい。
【0040】
続いて、図１を参照して粒子分離装置２００を更に説明する。図１に示すように、粒子分離装置２００は、マイクロ流路デバイス２１０と、第１分離磁場形成部２３０と、第２分離磁場形成部２５０と、電流生成部２７０とを備える。
【0041】
マイクロ流路デバイス２１０は、サンプルＳの溶媒ｍが所定の流通方向Ｄに沿って流れる流路１を有する。サンプルＳ（溶媒ｍ）は、流路１に送液される。具体的には、サンプルＳ（溶媒ｍ）は、流通方向Ｄにおける流路１の上流端１ａから下流端１ｂに向かって流れるように、流路１に送液される。粒子ｐは、溶媒ｍの流れを駆動力として、流通方向Ｄに沿って流れる。具体的には、粒子ｐは、流路１の上流端１ａから下流端１ｂに向かって流れる。なお、マイクロ流路デバイス２１０の材質は、可視光あるいはレーザー光を透過できる材質であれば特に限定されない。例えば、マイクロ流路デバイス２１０は、ガラス製あるいはプラスチック製である。
【0042】
電流生成部２７０は、溶媒ｍに電流Ｉを流す。第１分離磁場形成部２３０は、流通方向Ｄにおいて第２分離磁場形成部２５０よりも上流側に配置されて、流路１に磁場を形成する。第２分離磁場形成部２５０は、流通方向Ｄにおいて第１分離磁場形成部２３０よりも下流側に配置されて、流路１に磁場を形成する。
【0043】
電流生成部２７０は、定電流電源２７１と、第１電極２７２と、第２電極２７３とを有する。第１電極２７２の一端は、流路１の上流端１ａに配置される。第２電極２７３の一端は、流路１の下流端１ｂに配置される。定電流電源２７１は、第１電極２７２から第２電極２７３へ溶媒ｍを介して定電流（電流Ｉ）が流れるように、第１電極２７２と第２電極２７３との間に電位差を発生させる。この結果、溶媒ｍに電流Ｉが流れる。詳しくは、流路１の上流端１ａから下流端１ｂに向かって電流Ｉが流れる。
【0044】
第１分離磁場形成部２３０は、第１状態と第２状態との間で遷移することができる。第１分離磁場形成部２３０は、第１状態において、第１粒子ｐ１を磁気泳動させるとともに、第２粒子ｐ２を第１電磁泳動方向Ｄ１１（図４参照）へ電流Ｉと共に電磁泳動させる磁場を流路１に形成する。以下、第１分離磁場形成部２３０が形成する磁場を、「第１分離磁場」と記載する場合がある。なお、第１電磁泳動方向Ｄ１１は、流通方向Ｄに直交する方向である。
【0045】
第１状態における第１分離磁場の強度は、以下で説明する第１条件及び第２２条件を満たす強度に調整されている。第１条件は、第１粒子ｐ１が、流路１を形成する壁面のうちの１つの壁面まで磁気泳動して、その壁面に吸着するという条件である。以下、流路１を形成する壁面を、「流路１の壁面」と記載する場合がある。第２条件は、第２粒子ｐ２が、流路１の壁面のうちの１つの壁面際まで電磁泳動して、その壁面際に集められるという条件である。したがって、第１粒子ｐ１は、第１分離磁場によって、流路１の壁面に固定される。一方、第２粒子ｐ２は、第１分離磁場と電流Ｉとによって、流路１の壁面際に集められつつ、流通方向Ｄの下流側へ移動する。よって、第２粒子ｐ２は、流路１の壁面際に沿って、流通方向Ｄの下流側へ移動する。なお、本実施形態において、第１粒子ｐ１が吸着する壁面は、第２粒子ｐ２が集められる壁面とは異なる壁面である。
【0046】
第１分離磁場形成部２３０は、第２状態において、第１粒子ｐ１の壁面への吸着を解除させる磁場を流路１に形成する。より詳しくは、第２状態における第１分離磁場は、第１粒子ｐ１の壁面への吸着を解除し、第１粒子ｐ１を第１電磁泳動方向Ｄ１１（図４参照）へ電流Ｉと共に電磁泳動させる。したがって、第１粒子ｐ１は、流路１の壁面への吸着が解除された後、第１分離磁場と電流Ｉとによって、流路１の壁面際に集められつつ、流通方向Ｄの下流側へ移動する。よって、第１粒子ｐ１は、流路１の壁面際に沿って、流通方向Ｄの下流側へ移動する。
【0047】
第２分離磁場形成部２５０は、第１状態と第２状態との間で遷移することができる。第２分離磁場形成部２５０は、第１状態において、第２粒子ｐ２を第２電磁泳動方向Ｄ１２（図４参照）へ電流Ｉと共に電磁泳動させる磁場を流路１に形成する。以下、第２分離磁場形成部２５０が形成する磁場を、「第２分離磁場」と記載する場合がある。なお、第２電磁泳動方向Ｄ１２は、第１電磁泳動方向Ｄ１１と反対の方向である。第２分離磁場形成部２５０は、第２状態において、第１粒子ｐ１を第２電磁泳動方向Ｄ１２（図４参照）へ電流Ｉと共に電磁泳動させる磁場を流路１に形成する。
【0048】
ここで、第２粒子ｐ２の動きの概要を説明する。第２粒子ｐ２は、第１分離磁場と電流Ｉとによって流路１の壁面際に集められた後、流路１の壁面際に沿って、第２分離磁場が形成されている領域まで移動する。第２粒子ｐ２は、第２分離磁場が形成されている領域に到達すると、第２分離磁場と電流Ｉとによって、流路１の壁面際から第２電磁泳動方向Ｄ１２に電磁泳動する。
【0049】
第２分離磁場が形成されている領域において第２粒子ｐ２が第２電磁泳動方向Ｄ１２に移動する移動量（泳動距離）は、第２粒子ｐ２の半径及び表面電気伝導度に依存する。したがって、第２電磁泳動方向Ｄ１２における第２粒子ｐ２の位置は、第２粒子ｐ２のサイズや種類によって異なる。
【0050】
詳しくは、第２粒子ｐ２の電磁泳動速度が、第２粒子ｐ２の半径及び表面電気伝導度に依存する。具体的には、半径が大きいほど、電磁泳動速度は速くなり、表面電気伝導度が小さいほど、電磁泳動速度は速くなる。したがって、第２粒子ｐ２の電磁泳動速度は、第２粒子ｐ２のサイズや種類によって異なる。この結果、第２粒子ｐ２の泳動距離が、第２粒子ｐ２のサイズや種類によって変化する。
【0051】
続いて、第１粒子ｐ１の動きの概略を説明する。第１粒子ｐ１は、まず、第１分離磁場によって、流路１の壁面に吸着される。その後、流路１の壁面への吸着が解除されると、第１粒子ｐ１は、第１分離磁場と電流Ｉとによって流路１の壁面際に集められつつ、流通方向Ｄの下流側へ移動する。その後の第１粒子ｐ１の動きは、第２粒子ｐ２と同様であるため、その説明は割愛する。
【0052】
粒子分離装置２００によれば、第１粒子ｐ１を磁気泳動させて、流路１の壁面に吸着させることができる。したがって、第１粒子ｐ１と第２粒子ｐ２とを分離することができる。また、粒子分離装置２００によれば、第２粒子ｐ２を電磁泳動させて、それぞれのサイズや種類に応じた位置へ移動させることができる。したがって、第２粒子ｐ２を、それぞれのサイズや種類によって分離することができる。
【0053】
更に、粒子分離装置２００によれば、溶媒ｍに分散している第２粒子ｐ２を流路１の壁面際に集めた後に、それぞれのサイズや種類に応じた位置へ第２粒子ｐ２を移動させることができる。したがって、第２粒子ｐ２の位置に、それぞれのサイズや種類の違いを反映させることができる。本実施形態では、更に、溶媒ｍに分散している第１粒子ｐ１を流路１の壁面際に集めた後に、それぞれのサイズや種類に応じた位置へ第１粒子ｐ１を移動させることができる。したがって、第１粒子ｐ１の位置に、それぞれのサイズや種類の違いを反映させることができる。
【0054】
続いて、図１を参照して粒子情報取得部３００を更に説明する。図１に示すように、粒子情報取得部３００は、検出部４００と、情報処理部５００とを有する。検出部４００は、サンプルＳに含まれる粒子ｐを検出する。情報処理部５００は、検出部４００の検出結果に基づいて粒子ｐの情報を取得する。情報処理部５００は、演算部の一例である。
【0055】
具体的には、検出部４００は、流路１のうち、第２分離磁場が形成される領域において、第２粒子ｐ２を個々に検出する。本実施形態では、検出部４００は更に、流路１のうち、第２分離磁場が形成される領域において、第１粒子ｐ１を個々に検出する。
【0056】
情報処理部５００は、検出部４００の検出結果に基づいて、第２粒子ｐ２の数を計数する。そして、サンプルＳ（溶媒ｍ）の容量（Ｌ）と、第２粒子ｐ２の計数結果とに基づいて、第２粒子ｐ２の濃度を演算する。本実施形態では、情報処理部５００は更に、検出部４００の検出結果に基づいて、第１粒子ｐ１の数を計数する。そして、サンプルＳ（溶媒ｍ）の容量（Ｌ）と、第１粒子ｐ１の計数結果とに基づいて、第１粒子ｐ１の濃度を演算する。
【0057】
詳しくは、情報処理部５００は、入力部５０１と、記憶部５０２と、処理部５０３と、表示部５０４とを備える。
【0058】
入力部５０１は、キーボード、マウス又はタッチセンサーのような入力装置を含む。作業者は、入力部５０１を操作して、処理部５０３に各種のデータを入力することができる。作業者は、例えば、入力部５０１を操作して、サンプルＳ（溶媒ｍ）の容量（Ｌ）を示すデータを入力する。
【0059】
記憶部５０２は、プログラム及び設定情報などを記憶する。記憶部５０２は、例えば、ストレージデバイス及び半導体メモリーによって構成され得る。ストレージデバイスは、例えば、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）である。記憶部５０２は、半導体メモリーとして、例えば、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）を有する。記憶部５０２は、例えば、第１粒子ｐ１の濃度及び第２粒子ｐ２の濃度を算出するためのプログラムを記憶している。
【0060】
処理部５０３は、記憶部５０２に記憶されたプログラムを実行することによって、数値計算や情報処理、機器制御のような様々な処理を行う。処理部５０３は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）又はマイクロコンピュータのようなプロセッサーによって構成される。あるいは、処理部５０３は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のような集積回路によって構成される。集積回路は、論理回路を有する。処理部５０３は、プロセッサー及び集積回路によって構成されてもよい。例えば、処理部５０３は、記憶部５０２に記憶されたプログラムを実行することによって、第１粒子ｐ１の濃度及び第２粒子ｐ２の濃度を算出する。
【0061】
表示部５０４は、各種情報を表示する。例えば、表示部５０４は、第１粒子ｐ１の濃度を示す情報と、第２粒子ｐ２の濃度を示す情報とを表示する。表示部５０４は、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬディスプレイのようなディスプレイを含む。
【0062】
続いて、図２（ａ）～図２（ｃ）を参照して、流路１を更に説明する。図２（ａ）は、マイクロ流路デバイス２１０を示す正面図である。図２（ａ）に示すように、流路１はＹ字状であり、１つの上流端１ａと、２つの下流端１ｂとを有する。上流端１ａは流路１の入口であり、２つの下流端１ｂはそれぞれ、流路１の出口である。
【0063】
具体的には、流路１は、流路本体部１０と、第１分岐流路３０と、第２分岐流路５０とを有する。流路本体部１０は、流通方向Ｄに沿って直線状に延びる。流路本体部１０の長さＬは、例えば４０ｍｍである。流通方向Ｄにおける流路本体部１０の上流端が、流路１の上流端１ａに対応する。流通方向Ｄにおける流路本体部１０の下流端１０ｂは、流路本体部１０の出口である。流通方向Ｄにおける第１分岐流路３０及び第２分岐流路５０のそれぞれの上流端は、流路本体部１０の下流端１０ｂに接続する。つまり、流路１は、流路本体部１０の下流端１０ｂから、２つの流路に分岐する。
【0064】
第１分岐流路３０は、流路本体部１０の下流端１０ｂから流通方向Ｄの下流側に向かって、流通方向Ｄに交差する方向に直線状に延びる。流通方向Ｄにおける第１分岐流路３０の下流端１ｂ１は、流路１の２つの下流端１ｂのうちの一方を構成する。
【0065】
第２分岐流路５０は、流路本体部１０の下流端１０ｂから流通方向Ｄの下流側に向かって直線状に延びる。詳しくは、第２分岐流路５０は、流通方向Ｄと交差するとともに、第１分岐流路３０が延びる方向とも交差する方向に延びる。より具体的には、第１分岐流路３０と第２分岐流路５０とは線対称である。流通方向Ｄにおける第２分岐流路５０の下流端１ｂ２は、流路１の２つの下流端１ｂのうちの他方を構成する。なお、本実施形態では、電流生成部２７０の第２電極２７３の一端は、第２分岐流路５０の下流端１ｂ２に配置される。
【0066】
続いて、図２（ｂ）及び図２（ｃ）を参照して流路１を更に説明する。図２（ｂ）は、流路１の一部を拡大して示す正面図である。詳しくは、図２（ｂ）は、流路本体部１０、第１分岐流路３０、及び第２分岐流路５０のそれぞれの一部を拡大して示す。図２（ｂ）は更に、第１分離磁場形成部２３０及び第２分離磁場形成部２５０を示す。図２（ｃ）は、流路本体部１０の近傍を拡大して示す側面図である。
【0067】
まず、図２（ｂ）及び図２（ｃ）を参照して、流路本体部１０を説明する。図２（ｂ）に示すように、流路本体部１０は、第１側壁面１１と、第２側壁面１２とを有する。また、図２（ｃ）に示すように、流路本体部１０は、底壁面１３と、天井壁面１４とを有する。
【0068】
第１側壁面１１及び第２側壁面１２は、流通方向Ｄに直交する方向において互いに対向し、流通方向Ｄに沿って直線状に延びる。同様に、底壁面１３及び天井壁面１４は、流通方向Ｄに直交する方向において互いに対向し、流通方向Ｄに沿って直線状に延びる。流路本体部１０は、第１側壁面１１、第２側壁面１２、底壁面１３、及び天井壁面１４によって構成される。具体的には、第１側壁面１１、第２側壁面１２、底壁面１３、及び天井壁面１４によって囲まれた空間が、流路本体部１０である。
【0069】
なお、流路本体部１０を正面から見たときの流路本体部１０の横幅Ｗ１は、例えば、９６μｍである（図２（ｂ））。横幅Ｗ１は、第１側壁面１１と第２側壁面１２との間の距離を示す。流路本体部１０を側方から見たときの流路本体部１０の縦幅Ｈ（高さ、又は深さ）は、例えば、３８μｍである（図２（ｃ））。縦幅Ｈは、底壁面１３と天井壁面１４との間の距離を示す。横幅Ｗ１は、特定の粒子の粒子径の２倍以上であってもよい。特定の粒子は、例えば、植物性プランクトンである。
【0070】
続いて、図２（ｂ）及び図２（ｃ）を参照して第１分離磁場形成部２３０及び第２分離磁場形成部２５０について説明する。図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、第１分離磁場形成部２３０は、第１分離磁場発生源２３１を含む。また、第２分離磁場形成部２５０は、第２分離磁場発生源２５１を含む。
【0071】
第１分離磁場発生源２３１は、流路１に第１分離磁場を発生させる。同様に、第２分離磁場発生源２５１は、流路１に第２分離磁場を発生させる。本実施形態において、第１分離磁場発生源２３１及び第２分離磁場発生源２５１は、磁石である。以下、第１分離磁場発生源２３１を「第１分離磁石２３１」と記載する場合がある。同様に、第２分離磁場発生源２５１を「第２分離磁石２５１」と記載する場合がある。
【0072】
第２分離磁石２５１は、流通方向Ｄにおいて第１分離磁石２３１の下流側に配置される。第１分離磁石２３１及び第２分離磁石２５１は、流路本体部１０に近接して配置される。本実施形態において、第１分離磁石２３１及び第２分離磁石２５１は、流路本体部１０の底壁面１３に近接して配置される。
【0073】
続いて、図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して第１粒子ｐ１の動きを説明する。図３（ａ）及び図３（ｂ）は、第１粒子ｐ１の動きを示す側面図である。詳しくは、図３（ａ）及び図３（ｂ）は、流路本体部１０の近傍を拡大して示す。
【0074】
まず、図３（ａ）を参照して、第１分離磁場について説明する。図３（ａ）に示すように、流路１（流路本体部１０）のうち、第１分離磁石２３１に近接する領域Ａ１に、第１分離磁場が形成される。以下、流路１（流路本体部１０）のうち、第１分離磁場が形成される領域Ａ１を、「第１分離領域Ａ１」と記載する場合がある。
【0075】
続いて、第１分離領域Ａ１における第１粒子ｐ１の動きを説明する。第１粒子ｐ１が第１分離領域Ａ１まで流れてくると、第１分離磁場に基づく磁気力が第１粒子ｐ１に作用する。詳しくは、第１粒子ｐ１を第１分離磁石２３１側に引き寄せる磁気力が第１粒子ｐ１に作用する。この結果、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１粒子ｐ１は、第１分離磁石２３１に近づく方向である吸引方向Ｄ１へ磁気泳動して、磁気力により、底壁面１３に吸着される。
【0076】
【0077】
まず図４を参照して、第１分離領域Ａ１における第２粒子ｐ２の電磁泳動を説明する。図４に示すように、第２粒子ｐ２は、第１分離領域Ａ１において第１電磁泳動方向Ｄ１１へ電磁泳動する。本実施形態において、第１電磁泳動方向Ｄ１１は、第１側壁面１１へ向かう方向である。したがって、第１分離領域Ａ１において、溶媒ｍに分散している第２粒子ｐ２が第１側壁面１１際に集まる。
【0078】
続いて、図４を参照して第２分離磁場について説明する。図４に示すように、流路１（流路本体部１０）のうち、第２分離磁石２５１に近接する領域Ａ２に、第２分離磁場が形成される。以下、流路１（流路本体部１０）のうち、第２分離磁場が形成される領域Ａ２を、「第２分離領域Ａ２」と記載する場合がある。第２分離領域Ａ２は、流通方向Ｄにおいて第１分離領域Ａ１よりも下流側の領域である。
【0079】
続いて図４を参照して、第２分離領域Ａ２における第２粒子ｐ２の電磁泳動を説明する。図４に示すように、第１分離磁石２３１及び第２分離磁石２５１は互いに極性が異なる。この結果、第１分離領域Ａ１と第２分離領域Ａ２とでは、粒子ｐが電磁泳動する方向が反対となる。具体的には、第２粒子ｐ２は、第２分離領域Ａ２において第２電磁泳動方向Ｄ１２へ電磁泳動する。本実施形態において、第２電磁泳動方向Ｄ１２は、第２側壁面１２へ向かう方向である。
【0080】
続いて、図５を参照して第２粒子ｐ２の動きを説明する。図５に示すように、第１分離領域Ａ１において、第２粒子ｐ２は、第１電磁泳動方向Ｄ１１へ移動しつつ、溶媒ｍの流れによって流通方向Ｄの下流側へ移動する。したがって、第２粒子ｐ２は、第１側壁面１１に向かって斜めに移動する。一方、第２分離領域Ａ２において、第２粒子ｐ２は、第２電磁泳動方向Ｄ１２へ移動しつつ、溶媒ｍの流れによって流通方向Ｄの下流側へ移動する。つまり、第２粒子ｐ２は、第１側壁面１１際から第２側壁面１２に向かって斜めに移動する。
【0081】
第２粒子ｐ２は、第２分離領域Ａ２を通過した後、溶媒ｍの流れによって流通方向Ｄに沿って移動する。つまり、流路本体部１０の下流端１０ｂに向かって移動する。その結果、第２粒子ｐ２は、第１分岐流路３０と第２分岐流路５０とのうちの一方に流入する。
【0082】
既に説明したように、第１側壁面１１際から第２電磁泳動方向Ｄ１２へ第２粒子ｐ２が電磁泳動する距離は、第２粒子ｐ２のサイズや種類によって異なる。また、図５に示すように、第１分岐流路３０の上流端と第２分岐流路５０の上流端とは、第２電磁泳動方向Ｄ１２に沿って並んで配置される。したがって、第２粒子ｐ２が第１分岐流路３０と第２分岐流路５０とのうちのいずれに流入するかは、第２粒子ｐ２のサイズや種類によって決定される。
【0083】
【0084】
まず、第１分離磁場形成部２３０について説明する。図６に示すように、第１分離磁場形成部２３０は、第１分離磁場強度調整部２３２を更に有する。第１分離磁場強度調整部２３２は、第１分離磁場の強度を調整する。具体的には、第１分離磁場強度調整部２３２は、第１分離磁場の強度を第１強度と第２強度との間で調整する。
【0085】
本実施形態において、第１分離磁場強度調整部２３２は、第１分離磁石２３１の位置を変位させる移動機構を含む。例えば、第１分離磁場強度調整部２３２は、移動機構として、１軸ステージ、２軸ステージ、又は３軸ステージを含む。ここで、１軸ステージ、２軸ステージ、及び３軸ステージは、例えばマイクロステージである。マイクロステージは、１μｍ単位でステージの位置を変位させることができるステージである。
【0086】
具体的には、第１分離磁場強度調整部２３２の移動機構は、離接方向Ｄ１３に沿って第１分離磁石２３１を移動させる。離接方向Ｄ１３は、流通方向Ｄに直交する方向である。詳しくは、離接方向Ｄ１３は、第１方向と第２方向とを含む。離接方向Ｄ１３の第１方向は、流路本体部１０の底壁面１３から第１分離磁石２３１を離す方向である。離接方向Ｄ１３の第２方向は、流路本体部１０の底壁面１３へ第１分離磁石２３１を近づける方向である。第１分離磁石２３１が底壁面１３から離れるほど、第１分離磁場の強度は弱くなる。第１分離磁石２３１が底壁面１３に近づくほど、第１分離磁場の強度は強くなる。したがって、第１分離磁場強度調整部２３２の移動機構が離接方向Ｄ１３に沿って第１分離磁石２３１の位置を変位させることにより、第１分離磁場の強度を調整することができる。
【0087】
続いて、第１分離磁場の第１強度について説明する。第１分離磁場の第１強度は、第１粒子ｐ１を底壁面１３に吸着させるとともに、第２粒子ｐ２を第１電磁泳動方向Ｄ１１へ電流Ｉと共に電磁泳動させる強度である。詳しくは、第１分離磁場の第１強度は、図１を参照して説明した第１条件及び第２条件を満たす強度である。
【0088】
続いて、第１分離磁場の第２強度について説明する。第１分離磁場の強度は、第１分離磁石２３１が底壁面１３から離れることにより、第１強度から第２強度に遷移する。
【0089】
第１分離磁場の第２強度は、第１粒子ｐ１の底壁面１３への吸着を解除させる強度である。詳しくは、第１分離磁場の第２強度は、第１粒子ｐ１の底壁面１３への吸着が解除されるとともに、第１分離磁場と電流Ｉとによって第１粒子ｐ１が第１電磁泳動方向Ｄ１１へ電磁泳動する強度である。つまり、第１分離磁場の第２強度は、第１粒子ｐ１の泳動が電磁泳動に支配される強度である。
【0090】
続いて、第２分離磁場形成部２５０について説明する。図６に示すように、第２分離磁場形成部２５０は、第２分離磁場強度調整部２５２を更に有する。第２分離磁場強度調整部２５２は、第２分離磁場の強度を調整する。具体的には、第２分離磁場強度調整部２５２は、第２分離磁場の強度を第１強度と第２強度との間で調整する。
【0091】
本実施形態において、第２分離磁場強度調整部２５２は、第２分離磁石２５１の位置を変位させる移動機構を含む。例えば、第２分離磁場強度調整部２５２は、移動機構として、１軸ステージ、２軸ステージ、又は３軸ステージを含む。
【0092】
具体的には、第２分離磁場強度調整部２５２の移動機構は、離接方向Ｄ１３に沿って第２分離磁石２５１を移動させる。第２分離磁石２５１が底壁面１３から離れるほど、第２分離磁場の強度は弱くなる。第２分離磁石２５１が底壁面１３に近づくほど、第２分離磁場の強度は強くなる。したがって、第２分離磁場強度調整部２５２の移動機構が離接方向Ｄ１３に沿って第２分離磁石２５１の位置を変位させることにより、第２分離磁場の強度を調整することができる。
【0093】
続いて、第２分離磁場の第１強度及び第２強度について説明する。第２分離磁場の第１強度は、第２粒子ｐ２を第２電磁泳動方向Ｄ１２へ電流Ｉと共に電磁泳動させる強度である。第２分離磁場の強度は、第２分離磁石２５１が底壁面１３から離れることにより、第１強度から第２強度に遷移する。
【0094】
第２分離磁場の第２強度は、第１粒子ｐ１を第２電磁泳動方向Ｄ１２へ電流Ｉと共に電磁泳動させる強度である。つまり、第２分離磁場の第２強度は、第１粒子ｐ１の泳動が電磁泳動に支配される強度である。
【0095】
なお、第１分離磁場強度調整部２３２は、分析対象に応じて第１分離磁場の強度を調整（較正）する作業にも用いられる。同様に、第２分離磁場強度調整部２５２は、分析対象に応じて第２分離磁場の強度を調整（較正）する作業にも用いられる。
【0096】
【0097】
図７（ａ）に示すように、第１分離磁場の強度が第１強度である場合、第１粒子ｐ１は、底壁面１３に吸着して、底壁面１３に固定される。図７（ｂ）に示すように、第１分離磁石２３１が底壁面１３から離れて、第１分離磁場の強度が第１強度から第２強度に遷移すると、第１粒子ｐ１の底壁面１３への吸着が解除される。その結果、第１粒子ｐ１は、溶媒ｍの流れによって流通方向Ｄの下流側へ移動する。また、図６を参照して説明したように、第１分離磁場の強度が第１強度から第２強度に遷移すると、第１粒子ｐ１は、第１分離磁場と電流Ｉとによって第１電磁泳動方向Ｄ１１へ電磁泳動する。
【0098】
第１粒子ｐ１は、底壁面１３への吸着が解除された後、図４及び図５を参照して説明した第２粒子ｐ２と同様に移動する。その結果、第１粒子ｐ１は、第１分岐流路３０と第２分岐流路５０とのうちの一方に流入する。第１粒子ｐ１が第１分岐流路３０と第２分岐流路５０とのうちのいずれに流入するかは、第２粒子ｐ２と同様に、第１粒子ｐ１のサイズや種類によって決定される。
【0099】
続いて、図８を参照して本実施形態の分析装置１００を更に説明する。図８は、本実施形態の分析装置１００の構成の一例を示す図である。図８に示すように、粒子分離装置２００は、マイクロシリンジ６０１と、第１採集ビン６０２と、第２採集ビン６０３と、第１流通部材７０１～第５流通部材７０５とを更に備えてもよい。また、電流生成部２７０は、第１電極ユニット２８０ａと、第２電極ユニット２８０ｂとを更に有してもよい。
【0100】
マイクロシリンジ６０１は、マイクロ流路デバイス２１０の流路１にサンプルＳを送液する送液部材の一例である。第１採集ビン６０２及び第２採集ビン６０３は、流路１を流通した後のサンプルＳを回収するサンプル回収部材の一例である。第１流通部材７０１～第５流通部材７０５は、サンプルＳが流通する管状部材である。例えば、第１流通部材７０１～第５流通部材７０５は、ＰＥＥＫチューブである。第１電極ユニット２８０ａ及び第２電極ユニット２８０ｂは、第１電極２７２及び第２電極２７３を支持して、サンプルＳの溶媒ｍに第１電極２７２及び第２電極２７３を接触させる。
【0101】
第１流通部材７０１は、マイクロシリンジ６０１と第１電極ユニット２８０ａとを連通させる。マイクロシリンジ６０１から送液されたサンプルＳは、第１流通部材７０１を介して、第１電極ユニット２８０ａに流入する。第１電極ユニット２８０ａは、サンプルＳが流通する流路を内部に有する。
【0102】
第２流通部材７０２は、第１電極ユニット２８０ａと流路１とを連通させる。第１電極ユニット２８０ａから流出したサンプルＳは、第２流通部材７０２を介して、流路１の上流端１ａ（入口）に流入する。
【0103】
第３流通部材７０３は、流路１と第２電極ユニット２８０ｂとを連通させる。詳しくは、第３流通部材７０３の一端は、第１分岐流路３０の下流端１ｂ１に接続する。流路１を流通したサンプルＳの一部は、第１分岐流路３０の下流端１ｂ１（出口）から、第３流通部材７０３を介して、第２電極ユニット２８０ｂに流入する。第２電極ユニット２８０ｂは、第１電極ユニット２８０ａと同様に、サンプルＳが流通する流路を内部に有する。
【0104】
第４流通部材７０４は、第２電極ユニット２８０ｂと第１採集ビン６０２とを連通させる。第２電極ユニット２８０ｂから流出したサンプルＳは、第４流通部材７０４を介して、第１採集ビン６０２に採集される。その結果、第１採集ビン６０２に、第１分岐流路３０に流入した第１粒子ｐ１及び第２粒子ｐ２が採集される。
【0105】
第５流通部材７０５は、流路１と第２採集ビン６０３とを連通させる。詳しくは、第５流通部材７０５の一端は、第２分岐流路５０の下流端１ｂ２に接続する。流路１を流通したサンプルＳの残りは、第２分岐流路５０の下流端１ｂ２（出口）から、第５流通部材７０５を介して、第２採集ビン６０３に採集される。その結果、第２採集ビン６０３に、第２分岐流路５０に流入した第１粒子ｐ１及び第２粒子ｐ２が採集される。
【0106】
続いて、図８を参照して検出部４００及び情報処理部５００を説明する。図８に示すように、検出部４００は、拡大部４０１及び撮像部４０２を有してもよい。流路１を流れる粒子ｐは、拡大部４０１によって適当な倍率で拡大されて、撮像部４０２で撮像される。撮像部４０２の撮像結果（撮像部４０２が撮像した像）から、粒子ｐの位置を特定できる。例えば、拡大部４０１は対物レンズを含み、撮像部４０２は電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：ＣＣＤ）を含む。あるいは、撮像部４０２の各画素は、フォトダイオード又は光電子倍増管で構成されてもよい。撮像部４０２は、例えば、所定の時間間隔ごとに撮像を行う。
【0107】
情報処理部５００（処理部５０３）は、撮像部４０２の撮像結果から、第２粒子ｐ２の数をカウントする。詳しくは、撮像部４０２は、第２分離領域Ａ２又は、第２分離領域Ａ２よりも下流の領域を撮像する。情報処理部５００（処理部５０３）は、撮像部４０２が撮像した画像を画像処理することにより、粒子ｐを特定して、粒子ｐの数を計数する。なお、情報処理部５００として、例えばパーソナルコンピューターのような汎用コンピューターが用いられてもよい。
【0108】
本実施形態では、サンプルＳが流路１に導入されると、第１粒子ｐ１が第１分離領域Ａ１で固定される。したがって、情報処理部５００（処理部５０３）は、第２粒子ｐ２の数を計数することができる。また、第２粒子ｐ２の計数開始から十分時間が経過した後に、第１粒子ｐ１の底壁面１３への吸着を解除することにより、情報処理部５００（処理部５０３）は、第１粒子ｐ１の数を計数することができる。
【0109】
情報処理部５００（処理部５０３）は、第２粒子ｐ２の数を計数した後、第２粒子ｐ２の計数結果と、サンプルＳ（溶媒ｍ）の容量（Ｌ）とに基づいて、第２粒子ｐ２の濃度を演算する。同様に、情報処理部５００（処理部５０３）は、第１粒子ｐ１の数を計数した後、第１粒子ｐ１の計数結果と、サンプルＳ（溶媒ｍ）の容量（Ｌ）とに基づいて、第１粒子ｐ１の濃度を演算する。
【0110】
なお、情報処理部５００（処理部５０３）は、撮像部４０２が撮像した画像を画像処理して、第２粒子ｐ２の個々の粒子径を測定してもよい。例えば、情報処理部５００（処理部５０３）は、以下の処理を実行する。即ち、まず、撮像部４０２によって撮像された画像をモノクロ化し、その輝度を数値化する。次に、輝度値の微分値をしきい値と比較して第２粒子ｐ２の境界を設定する。次に、設定した境界から第２粒子ｐ２の面積を検出し、その面積に対応する円の半径から粒子径を算出する。あるいは、第２粒子ｐ２の中心を規定し、第２粒子ｐ２の中心を通過する複数の直線を引き、各直線において第２粒子ｐ２の境界と交わる２つの点の間の距離の平均を算出する。同様に、情報処理部５００（処理部５０３）は、撮像部４０２が撮像した画像を画像処理して、第１粒子ｐ１の個々の粒子径を測定してもよい。
【0111】
情報処理部５００（処理部５０３）は、第２粒子ｐ２の個々の粒子径に基づいて、第２粒子ｐ２の粒度分布を測定してもよい。例えば、情報処理部５００（処理部５０３）は、流路本体部１０の下流端１０ｂにおける各第２粒子ｐ２の位置と粒子径との関係を示す粒度分布を測定してもよい。同様に、情報処理部５００（処理部５０３）は、第１粒子ｐ１の個々の粒子径に基づいて、第１粒子ｐ１の粒度分布を測定してもよい。
【0112】
また、情報処理部５００（処理部５０３）は、撮像部４０２が撮像した画像を画像処理することにより、第２分離領域Ａ２において各第２粒子ｐ２が電磁泳動した距離をそれぞれ測定してもよい。情報処理部５００（処理部５０３）は、更に、撮像部４０２の撮像結果から、第２分離領域Ａ２における各第２粒子ｐ２の位置の時間的な変化を測定し、各第２粒子ｐ２の位置の時間的な変化から各第２粒子ｐ２の電磁泳動速度を測定してもよい。同様に、情報処理部５００（処理部５０３）は、撮像部４０２が撮像した画像を画像処理して、第１粒子ｐ１の電磁泳動距離や電磁泳動速度を測定してもよい。
【0113】
また、情報処理部５００（処理部５０３）は、各第２粒子ｐ２の粒子径を示す情報と、各第２粒子ｐ２の電磁泳動速度を示す情報とに基づいて、各第２粒子ｐ２の表面電気伝導度を測定してもよい。例えば、情報処理部５００（処理部５０３）は、以下の式（１）に基づいて、第２粒子ｐ２の表面電気伝導度を算出する。
【数1】
【0114】
上記式（１）において、ｖは電磁泳動速度、σpは第２粒子ｐ２の表面電気伝導度、σfは溶媒ｍの電気伝導度、ｉは電流Ｉの電流値、Ｂは第２分離磁場の磁束密度、ｒは第２粒子ｐ２の半径、Ｓは流路本体部１０の断面積、ηは溶媒ｍの粘度をそれぞれ示す。なお、溶媒ｍの電気伝導度σf、第２分離磁場の磁束密度Ｂ、及び溶媒ｍの粘度ηは、測定値である。分析者は、入力部５０１を操作して、溶媒ｍの電気伝導度σf、第２分離磁場の磁束密度Ｂ、及び溶媒ｍの粘度ηを記憶部５０２に予め記憶させる。流路本体部１０の断面積Ｓ、及び電流Ｉの電流値ｉも、分析者が入力部５０１を操作して記憶部５０２に予め記憶させる。
【0115】
情報処理部５００（処理部５０３）は、第２粒子ｐ２の表面電気伝導度と同様に、各第１粒子ｐ１の粒子径を示す情報と、各第１粒子ｐ１の電磁泳動速度を示す情報とに基づいて、各第１粒子ｐ１の表面電気伝導度を測定してもよい。
【0116】
続いて、図９を参照して第１電極ユニット２８０ａの構成を説明する。図９は、第１電極ユニット２８０ａの構成を示す断面図である。図９に示すように、第１電極ユニット２８０ａは、筐体２８１と、半透膜２８４とを有する。また、第１電極ユニット２８０ａは、流路２８２と、電極収容空間２８３とを有する。
【0117】
流路２８２は、筐体２８１の内側に設けられる。流路２８２の上流端には第１流通部材７０１が接続し、流路２８２の下流端には第２流通部材７０２が接続する。第１流通部材７０１から流路２８２の上流端に送液されたサンプルＳは、流路２８２を流通し、流路２８２の下流端から第２流通部材７０２に流入する。
【0118】
電極収容空間２８３及び半透膜２８４は、筐体２８１の内側に設けられる。具体的には、電極収容空間２８３は、半透膜２８４を介して流路２８２に隣り合う位置に設けられる。電極収容空間２８３の上端は開放されており、第１電極２７２が電極収容空間２８３の上端から電極収容空間２８３の内部に挿入される。流路２８２に流入したサンプルＳの溶媒ｍは、半透膜２８４を通過して電極収容空間２８３に流入する。この結果、第１電極２７２と溶媒ｍとが接触する。一方、粒子ｐは、半透膜２８４を通過しない。したがって、第１電極２７２付近への粒子ｐの流入や、第１電極２７２への粒子ｐの付着及び接触を回避することができる。
【0119】
図９を参照して説明したように、第１電極ユニット２８０ａにより、第１電極２７２付近への粒子ｐの流入や、第１電極２７２への粒子ｐの付着及び接触を回避しつつ、溶媒ｍを第１電極２７２に接触させることができる。なお、第２電極ユニット２８０ｂの構成は、第１電極ユニット２８０ａと同様であるため、その説明は割愛する。
【0120】
【0121】
まず、サンプルＳが流路１に送液されると、第１分離領域Ａ１において、第１粒子ｐ１が流路１の壁面（流路本体部１０の底壁面１３）に吸着する一方で、第２粒子ｐ２が、流路１の片側（流路本体部１０の第１側壁面１１際）に寄せ集められる（ステップＳ１）。流路１の片側に寄せ集められた第２粒子ｐ２は、第２分離領域Ａ２へ移動する。
【0122】
第２粒子ｐ２は、第２分離領域Ａ２において、それぞれのサイズや種類に応じて分離される（ステップＳ２）。詳しくは、第２粒子ｐ２は、それぞれのサイズや種類に応じた電磁泳動速度で第２電磁泳動方向Ｄ１２へ電磁泳動する。
【0123】
粒子情報取得部３００は、第２粒子ｐ２の情報を取得する（ステップＳ３）。具体的には、検出部４００が第２粒子ｐ２を第２分離領域Ａ２において検出し、情報処理部５００（処理部５０３）が、検出部４００の検出結果に基づいて、第２粒子ｐ２の情報を取得する。例えば、検出部４００は、第２分離領域Ａ２における第２粒子ｐ２の挙動を検出してもよい。情報処理部５００（処理部５０３）は、第２粒子ｐ２の情報として、第２粒子ｐ２の濃度を測定する。あるいは、情報処理部５００（処理部５０３）は、第２粒子ｐ２の情報として、第２粒子ｐ２の半径又は直径、第２粒子ｐ２の粒度分布、及び第２粒子ｐ２の界面動電現象に影響を与える物性のうちの少なくとも１つを更に測定してもよい。
【0124】
粒子情報取得部３００が第２粒子ｐ２の情報を取得した後、第２分離磁場の強度が第１強度から第２強度に調整される（ステップＳ４）。具体的には、第２分離磁場強度調整部２５２の移動機構が、第２分離磁石２５１を底壁面１３から離れる方向に移動させる。既に説明したように、第２分離磁場の第２強度は、第１粒子ｐ１を第２電磁泳動方向Ｄ１２へ電流Ｉと共に電磁泳動させる強度である。
【0125】
第２分離磁場の強度が第１強度から第２強度に調整された後、第１粒子ｐ１の吸着が解除される（ステップＳ５）。具体的には、第１分離磁場強度調整部２３２の移動機構が、第１分離磁石２３１を底壁面１３から離れる方向に移動させる。既に説明したように、第１分離磁場の第２強度は、第１粒子ｐ１の底壁面１３への吸着を解除させる強度である。第１粒子ｐ１は、底壁面１３への吸着が解除されると、第１電磁泳動方向Ｄ１１へ電磁泳動して、流路１の片側（流路本体部１０の第１側壁面１１際）に寄せ集められる。流路１の片側に寄せ集められた第１粒子ｐ１は、溶媒ｍの流れを駆動力として、第２分離領域Ａ２へ移動する。
【0126】
第１粒子ｐ１は、第２分離領域Ａ２において、それぞれのサイズや種類に応じて分離される（ステップＳ６）。詳しくは、第１粒子ｐ１は、それぞれのサイズや種類に応じた電磁泳動速度で第２電磁泳動方向Ｄ１２へ電磁泳動する。
【0127】
粒子情報取得部３００は、第１粒子ｐ１の情報を取得する（ステップＳ７）。その結果、図１０に示す処理が終了する。具体的には、検出部４００が第１粒子ｐ１を第２分離領域Ａ２において検出し、情報処理部５００（処理部５０３）が、検出部４００の検出結果に基づいて、第１粒子ｐ１の情報を取得する。例えば、検出部４００は、第２分離領域Ａ２における第１粒子ｐ１の挙動を検出してもよい。情報処理部５００（処理部５０３）は、第１粒子ｐ１の情報として、第１粒子ｐ１の濃度を測定する。あるいは、情報処理部５００（処理部５０３）は、第１粒子ｐ１の情報として、第１粒子ｐ１の半径又は直径、第１粒子ｐ１の粒度分布、及び第１粒子ｐ１の界面動電現象に影響を与える物性のうちの少なくとも１つを更に測定してもよい。
【0128】
続いて、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）を参照して分析装置１００の第１変形例を説明する。図１１（ａ）は、本実施形態に係る分析装置１００の第１変形例を示す図である。図１１（ａ）に示すように、分析装置１００は、検出部４００Ｂを更に備えてもよい。検出部４００Ｂは、第１分離領域Ａ１において第１粒子ｐ１を検出する。例えば、検出部４００Ｂは、図８を参照して説明した検出部４００と同様に、拡大部４０１と撮像部４０２とを有してもよい。撮像部４０２は、例えば、所定の時間間隔ごとに撮像を行う。
【0129】
図１１（ｂ）は、第１分離領域Ａ１における第１粒子ｐ１の動きを示す側面図である。図１１（ｂ）に示すように、第１分離領域Ａ１において、第１粒子ｐ１は、吸引方向Ｄ１へ移動しつつ、流通方向Ｄへ移動する。したがって、撮像部４０２が所定の時間間隔毎に撮像を行うことにより、第１粒子ｐ１の動きを測定することができる。
【0130】
第１変形例において、情報処理部５００（処理部５０３）は、検出部４００Ｂの撮像部４０２が撮像した画像を画像処理して、第１粒子ｐ１の個々の粒子径を測定してもよい。また、検出部４００Ｂは、第１粒子ｐ１の動きを検出してもよい。具体的には、撮像部４０２が所定の時間間隔毎に撮像を行うことにより、第１粒子ｐ１の動きを検出することができる。情報処理部５００（処理部５０３）は、検出部４００Ｂの撮像部４０２が撮像した画像から、第１分離領域Ａ１における各第１粒子ｐ１の位置の時間的な変化を測定し、各第１粒子ｐ１の位置の時間的な変化から各第１粒子ｐ１の磁気泳動速度を測定してもよい。
【0131】
また、情報処理部５００（処理部５０３）は、各第１粒子ｐ１の粒子径を示す情報と、各第１粒子ｐ１の磁気泳動速度を示す情報とに基づいて、各第１粒子ｐ１の体積磁化率を測定してもよい。例えば、情報処理部５００（処理部５０３）は、以下の式（２）に基づいて、第１粒子ｐ１の体積磁化率を算出する。
ｖ＝｛２（χｓ－χｍ）ｒ2／９ημo｝Ｂ（ｄＢ／ｄｘ） （２）
ｖ＝｛２（χｓ－χｍ）ｒ2／９ημo｝Ｂ（ｄＢ／ｄｘ） （２）
【0132】
上記式（２）において、ｖは第１粒子ｐ１の磁気泳動速度、χｓは第１粒子ｐ１の体積磁化率、χｍは溶媒ｍの体積磁化率、ｒは第１粒子ｐ１の半径、ηは溶媒ｍの粘性率、μoは真空の透磁率、Ｂは第１分離磁場の磁束密度、ｄＢ／ｄｘは第１分離磁場の磁場勾配（磁束密度の勾配）をそれぞれ示す。なお、溶媒ｍの体積磁化率χｍ、溶媒ｍの粘性率η、第１分離磁場の磁束密度Ｂ、及び第１分離磁場の磁場勾配ｄＢ／ｄｘは、測定値である。分析者は、入力部５０１を操作して、溶媒ｍの体積磁化率χｍ、溶媒ｍの粘性率η、第１分離磁場の磁束密度Ｂ、及び第１分離磁場の磁場勾配ｄＢ／ｄｘを記憶部５０２に記憶させる。真空の透磁率μoも、分析者が入力部５０１を操作して記憶部５０２に予め記憶させる。
【0133】
続いて、図１２を参照して分析装置１００の第２変形例を説明する。図１２は、本実施形態に係る分析装置１００の第２変形例を示す図である。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）を参照して説明した第１変形例では、分析装置１００は、検出部４００（図８）と、検出部４００Ｂとを備えたが、分析装置１００は、図１２に示すように、１つの検出部４００を移動させる機構を備えてもよい。
【0134】
第２変形例では、検出部４００は、第１分離領域Ａ１において粒子ｐを検出する位置と、第２分離領域Ａ２において粒子ｐを検出する位置との間で移動する。検出部４００を移動させる機構を分析装置１００に設けることにより、第１変形例と同様に、第１分離領域Ａ１において第１粒子ｐ１を検出することができる。
【0135】
以上、図１～図１２を参照して本発明の実施形態１を説明した。本実施形態によれば、第１粒子ｐ１が第２粒子ｐ２から分離して、流路１の壁面に固定されるため、第２粒子ｐ２の情報を取得することが容易になる。したがって、植物性プランクトンや、植物性プランクトンの餌となる窒素成分を含有する粒子のような反磁性の粒子の情報をより容易にサンプルから取得することができる。また、エクソソームのような植物性プランクトンの代謝物の情報をより容易にサンプルから取得することができる。
【0136】
更に、本実施形態によれば、第２粒子ｐ２がそれぞれのサイズや種類に応じて分離されるため、第２粒子ｐ２の情報を取得することが容易になる。また、本実施形態では、流路１の壁面への第１粒子ｐ１の吸着を解除することができため、第１粒子ｐ１の情報を取得することができる。したがって、植物性プランクトンの餌となる鉄成分等を含有する粒子の情報をより容易にサンプルから取得することができる。
【0137】
本実施形態の分析装置１００、粒子分離装置２００、及び分析方法は、赤潮発生の予兆を発見し、赤潮発生を早期に予測するための手段として用いることができる。具体的には、本実施形態によれば、赤潮が観察できない状況においても、赤潮発生の原因となる植物性プランクトン等の微生物の増殖をモニタリングすることができる。更に、植物性プランクトン等が増殖するために必要となる窒素やリン、鉄、カリウム、カルシウムなどの栄養分をモニタリングすることができる。また、植物性プランクトン等の微生物から発生する代謝物をモニタリングすることができる。したがって、赤潮の発生を事前に予測することができるようになり、時間的余裕をもって赤潮発生源から避難させる、餌を止めるといった対策を打てるようになる。よって、赤潮による水産業への被害を容易に低減あるいは防止することができる。
【0138】
なお、本実施形態において、粒子情報取得部３００は第１粒子ｐ１の情報を取得したが、粒子情報取得部３００は第１粒子ｐ１の情報を取得しなくてもよい。この場合、第１粒子ｐ１の壁面への吸着を解除するための構成や処理は省略されてもよい。
【0139】
［実施形態２］
続いて図１３～図２０を参照して本発明の実施形態２について説明する。但し、実施形態１と異なる事項を説明し、実施形態１と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態２は、粒子分離装置２００が第１分離磁場形成部２３０Ｂと、片側寄せ磁場形成部２４０と、第２分離磁場形成部２５０とを備える点で実施形態１と異なる。
続いて図１３～図２０を参照して本発明の実施形態２について説明する。但し、実施形態１と異なる事項を説明し、実施形態１と同じ事項についての説明は割愛する。実施形態２は、粒子分離装置２００が第１分離磁場形成部２３０Ｂと、片側寄せ磁場形成部２４０と、第２分離磁場形成部２５０とを備える点で実施形態１と異なる。
【0140】
まず、図１３を参照して本実施形態の分析装置１００を説明する。図１３は、本実施形態の分析装置１００を示す模式図である。図１３に示すように、粒子分離装置２００は、第１分離磁場形成部２３０Ｂと、片側寄せ磁場形成部２４０と、第２分離磁場形成部２５０とを備える。
【0141】
第１分離磁場形成部２３０Ｂは、流通方向Ｄにおいて片側寄せ磁場形成部２４０よりも上流側に配置されて、流路１に磁場を形成する。片側寄せ磁場形成部２４０は、流通方向Ｄにおいて第２分離磁場形成部２５０よりも上流側に配置されて、流路１に磁場を形成する。第２分離磁場形成部２５０は、流通方向Ｄにおいて片側寄せ磁場形成部２４０よりも下流側に配置されて、流路１に磁場を形成する。
【0142】
第１分離磁場形成部２３０Ｂは、第１粒子ｐ１を磁気泳動させる磁場を流路１に形成する。詳しくは、第１分離磁場形成部２３０Ｂが形成する磁場の強度は、第１粒子ｐ１を磁気泳動させる一方で、第２粒子ｐ２に電磁泳動をさせない強度である。あるいは、第１分離磁場形成部２３０Ｂが形成する磁場の強度は、第１粒子ｐ１を磁気泳動させる一方で、第２粒子ｐ２の電磁泳動速度を極めて遅くする強度である。以下、第１分離磁場形成部２３０Ｂが形成する磁場を、「第１分離磁場」と記載する場合がある。
【0143】
片側寄せ磁場形成部２４０は、第２粒子ｐ２を第１電磁泳動方向Ｄ１１（図１４（ｂ）参照）へ電流Ｉと共に電磁泳動させる磁場を流路１に形成する。なお、以下の説明において、片側寄せ磁場形成部２４０が形成する磁場を、「片側寄せ磁場」と記載する場合がある。
【0144】
第２分離磁場形成部２５０は、第２粒子ｐ２を第２電磁泳動方向Ｄ１２（図１４（ｂ）参照）へ電流Ｉと共に電磁泳動させる磁場を流路１に形成する。以下、第２分離磁場形成部２５０が形成する磁場を、「第２分離磁場」と記載する場合がある。
【0145】
続いて、図１４（ａ）を参照して流路１を説明する。図１４（ａ）は、流路本体部１０の近傍を拡大して示す正面図である。図１４（ａ）に示すように、流路本体部１０は、第１幅狭部２１と、第１幅広部２２と、第２幅狭部２３と、第２幅広部２４とを有する。第１幅狭部２１、第１幅広部２２、第２幅狭部２３、及び第２幅広部２４は、流通方向Ｄにおいてこの順に連接する。
【0146】
第１幅広部２２及び第２幅広部２４は、第２側壁面１２から第１側壁面１１までの幅が第１幅狭部２１及び第２幅狭部２３と比べて広い。この結果、流路本体部１０は、第２側壁面１２から第１側壁面１１までの幅が流通方向Ｄに沿って変化する。具体的には、第２側壁面１２は流通方向Ｄに沿って直線状に延びる。一方、第１側壁面１１は、第１幅狭部２１及び第２幅狭部２３において流通方向Ｄに沿って直線状に延び、第１幅狭部２１と第２幅狭部２３との間（第１幅広部２２）で台形状となって第２側壁面１２から離れる。また、第１側壁面１１は、第２幅広部２４において第２側壁面１２から離れて、流通方向Ｄに沿って直線状に延びる。
【0147】
続いて、図１４（ａ）を参照して第１分離磁場形成部２３０Ｂ、片側寄せ磁場形成部２４０及び第２分離磁場形成部２５０について説明する。図１４（ａ）に示すように、第１分離磁場形成部２３０Ｂは、第１分離磁場発生源２３１Ｂを含む。同様に、片側寄せ磁場形成部２４０は片側寄せ磁場発生源２４１を含み、第２分離磁場形成部２５０は第２分離磁場発生源２５１を含む。
【0148】
第１分離磁場発生源２３１Ｂは、流路１に第１分離磁場を発生させる。同様に、片側寄せ磁場発生源２４１は、流路１に片側寄せ磁場を発生させる。第２分離磁場発生源２５１は、流路１に第２分離磁場を発生させる。本実施形態において、第１分離磁場発生源２３１Ｂ、片側寄せ磁場発生源２４１、及び第２分離磁場発生源２５１は、磁石である。以下、第１分離磁場発生源２３１Ｂを「第１分離磁石２３１Ｂ」と記載する場合がある。同様に、片側寄せ磁場発生源２４１を「片側寄せ磁石２４１」と記載する場合がある。また、第２分離磁場発生源２５１を「第２分離磁石２５１」と記載する場合がある。
【0149】
片側寄せ磁石２４１は、流通方向Ｄにおいて第１分離磁石２３１Ｂの下流側に配置される。第２分離磁石２５１は、流通方向Ｄにおいて片側寄せ磁石２４１の下流側に配置される。第１分離磁石２３１Ｂ、片側寄せ磁石２４１、及び第２分離磁石２５１は、流路本体部１０に近接して配置される。より詳しくは、第１分離磁石２３１Ｂは、第１幅広部２２に近接して配置される。片側寄せ磁石２４１は、第２幅狭部２３に近接して配置される。また、片側寄せ磁石２４１は、第２幅広部２４の上流側の領域に対して近接して配置される。第２分離磁石２５１は、第２幅広部２４に近接して配置される。本実施形態において、第１分離磁石２３１Ｂは、流路本体部１０の第１側壁面１１に近接して配置される。片側寄せ磁石２４１及び第２分離磁石２５１は、流路本体部１０の底壁面１３に近接して配置される。
【0150】
【0151】
まず、第１粒子ｐ１の動きについて説明する。図１４（ｂ）に示すように、第１幅狭部２１において、第１粒子ｐ１は、流通方向Ｄの下流側へ移動する。このとき、第１粒子ｐ１は、第１側壁面１１と第２側壁面１２との間で分散している。
【0152】
第１粒子ｐ１が第１幅広部２２まで流れてくると、第１分離磁場に基づく磁気力が第１粒子ｐ１に作用する。詳しくは、第１粒子ｐ１を第１分離磁石２３１Ｂ側に引き寄せる磁気力が第１粒子ｐ１に作用する。本実施形態では、第１粒子ｐ１を第１側壁面１１側に引き寄せる磁気力が第１粒子ｐ１に作用する。この結果、図１４（ｂ）に示すように、第１粒子ｐ１は、第１幅広部２２において第１側壁面１１側に磁気泳動して、磁気力により、第１側壁面１１に吸着される。
【0153】
なお、第１分離磁場は、流路１（流路本体部１０）のうち、第１分離磁石２３１Ｂに近接する領域Ａ１１に形成される。以下、流路１（流路本体部１０）のうち、第１分離磁場が形成される領域Ａ１１を、「第１分離領域Ａ１１」と記載する場合がある。
【0154】
続いて、第２粒子ｐ２の動きについて説明する。図１４（ｂ）に示すように、第１幅狭部２１において、第２粒子ｐ２は、流通方向Ｄの下流側へ移動する。このとき、第２粒子ｐ２は、第１側壁面１１と第２側壁面１２との間で分散している。
【0155】
第２粒子ｐ２は、第１幅広部２２に流入したとき、第２側壁面１２側の領域に位置している。第２粒子ｐ２は、第１幅広部２２において、第２側壁面１２側の領域を流通方向Ｄの下流側へ移動する。この結果、第２粒子ｐ２は、分散した状態で第２幅狭部２３に流入する。
【0156】
第２粒子ｐ２は、第２幅狭部２３において、片側寄せ磁場と電流Ｉとによって第１電磁泳動方向Ｄ１１へ電磁泳動する。本実施形態において、第１電磁泳動方向Ｄ１１は、第１側壁面１１へ向かう方向である。したがって、第２幅狭部２３において、第２粒子ｐ２は、第１側壁面１１際に寄せ集められつつ、流通方向Ｄの下流側へ移動して、第２幅広部２４へ流入する。
【0157】
第２幅広部２４の上流側の領域において、第２粒子ｐ２は、片側寄せ磁場と電流Ｉとによって第１電磁泳動方向Ｄ１１へ電磁泳動する。したがって、第２粒子ｐ２は、第２幅広部２４の上流側の領域において、第１側壁面１１際に寄せ集められる。また、第２粒子ｐ２は、溶媒ｍの流れを駆動力として、流通方向Ｄの下流側へ移動する。この結果、第２粒子ｐ２は、第１側壁面１１際に沿って流通方向Ｄの下流側へ移動する。
【0158】
第２粒子ｐ２は、第２分離磁場が形成される領域Ａ１３まで移動すると、実施形態１で説明したように、第２分離磁場と電流Ｉとによって、第２電磁泳動方向Ｄ１２へ電磁泳動する。また、第２粒子ｐ２は、溶媒ｍの流れを駆動力として、流通方向Ｄの下流側へ移動する。本実施形態において、第２電磁泳動方向Ｄ１２は、第２側壁面１２へ向かう方向である。したがって、第２粒子ｐ２は、第１側壁面１１際から第２側壁面１２に向かって斜めに移動する。
【0159】
なお、片側寄せ磁場は、流路１（流路本体部１０）のうち、片側寄せ磁石２４１に近接する領域Ａ１２に形成される。具体的には、片側寄せ磁場は、第２幅狭部２３と、第２幅広部２４の上流側の領域とに形成される。以下、流路１（流路本体部１０）のうち、片側寄せ磁場が形成される領域Ａ１２を、「片側寄せ領域Ａ１２」と記載する場合がある。
【0160】
また、第２分離磁場は、流路１（流路本体部１０）のうち、第２分離磁石２５１に近接する領域Ａ１３に形成される。具体的には、第２分離磁場は、第２幅広部２４において、片側寄せ領域Ａ１２よりも下流側に形成される。以下、流路１（流路本体部１０）のうち、第２分離磁場が形成される領域Ａ１３を、「第２分離領域Ａ１３」と記載する場合がある。
【0161】
【0162】
図１５に示すように、片側寄せ磁場形成部２４０は、片側寄せ磁場強度調整部２４２を更に有する。片側寄せ磁場強度調整部２４２は、片側寄せ磁場の強度を調整する。
【0163】
本実施形態において、片側寄せ磁場強度調整部２４２は、片側寄せ磁石２４１の位置を変位させる移動機構を含む。例えば、片側寄せ磁場強度調整部２４２は、移動機構として、１軸ステージ、２軸ステージ、又は３軸ステージを含む。
【0164】
具体的には、片側寄せ磁場強度調整部２４２の移動機構は、第１離接方向Ｄ１４に沿って片側寄せ磁石２４１を移動させる。第１離接方向Ｄ１４は、流通方向Ｄに直交する方向である。詳しくは、第１離接方向Ｄ１４は、第１方向と第２方向とを含む。第１離接方向Ｄ１４の第１方向は、流路本体部１０の底壁面１３から片側寄せ磁石２４１を離す方向である。第１離接方向Ｄ１４の第２方向は、流路本体部１０の底壁面１３へ片側寄せ磁石２４１を近づける方向である。片側寄せ磁石２４１が底壁面１３から離れるほど、片側寄せ磁場の強度は弱くなる。片側寄せ磁石２４１が底壁面１３に近づくほど、片側寄せ磁場の強度は強くなる。したがって、片側寄せ磁場強度調整部２４２の移動機構が第１離接方向Ｄ１４に沿って片側寄せ磁石２４１の位置を変位させることにより、片側寄せ磁場の強度を調整することができる。
【0165】
続いて、第２分離磁場形成部２５０について説明する。図１５に示すように、第２分離磁場形成部２５０は、実施形態１と同様に、第２分離磁場強度調整部２５２を更に有する。第２分離磁場強度調整部２５２については、実施形態１で既に説明しているため、ここでの説明は割愛する。
【0166】
なお、片側寄せ磁場強度調整部２４２は、分析対象に応じて片側寄せ磁場の強度を調整（較正）する作業に用いられる。同様に、第２分離磁場強度調整部２５２は、分析対象に応じて第２分離磁場の強度を調整（較正）する作業に用いられる。
【0167】
続いて、図１６を参照して第１分離磁場形成部２３０Ｂを更に説明する。図１６は、第１分離磁場形成部２３０Ｂを示す正面図である。図１６に示すように、第１分離磁場形成部２３０Ｂは、第１分離磁場強度調整部２３２Ｂを更に有する。第１分離磁場強度調整部２３２Ｂは、第１分離磁場の強度を調整する。
【0168】
本実施形態において、第１分離磁場強度調整部２３２Ｂは、第１分離磁石２３１Ｂの位置を変位させる移動機構を含む。例えば、第１分離磁場強度調整部２３２Ｂは、移動機構として、１軸ステージ、２軸ステージ、又は３軸ステージを含む。
【0169】
具体的には、第１分離磁場強度調整部２３２Ｂの移動機構は、第２離接方向Ｄ１５に沿って第１分離磁石２３１Ｂを移動させる。第２離接方向Ｄ１５は、流通方向Ｄに直交する方向である。詳しくは、第２離接方向Ｄ１５は、第１方向と第２方向とを含む。第２離接方向Ｄ１５の第１方向は、流路本体部１０の第１側壁面１１から第１分離磁石２３１Ｂを離す方向である。第２離接方向Ｄ１５の第２方向は、流路本体部１０の第１側壁面１１へ第１分離磁石２３１Ｂを近づける方向である。第１分離磁石２３１Ｂが第１側壁面１１から離れるほど、第１分離磁場の強度は弱くなる。第１分離磁石２３１Ｂが第１側壁面１１に近づくほど、第１分離磁場の強度は強くなる。したがって、第１分離磁場強度調整部２３２Ｂの移動機構が第２離接方向Ｄ１５に沿って第１分離磁石２３１Ｂの位置を変位させることにより、第１分離磁場の強度を調整することができる。
【0170】
なお、第１分離磁場強度調整部２３２Ｂは、分析対象に応じて第１分離磁場の強度を調整（較正）する作業に用いられる。
【0171】
【0172】
第１検出部４００Ａは、第２分離領域Ａ１３において第２粒子ｐ２を検出する。例えば、第１検出部４００Ａは、図８を参照して説明した検出部４００と同様に、拡大部４０１と撮像部４０２とを有してもよい。撮像部４０２は、例えば、所定の時間間隔ごとに撮像を行う。
【0173】
第２検出部４００Ｂは、第１分離領域Ａ１において第１粒子ｐ１を検出する。例えば、第２検出部４００Ｂは、図８を参照して説明した検出部４００と同様に、拡大部４０１と撮像部４０２とを有してもよい。撮像部４０２は、例えば、所定の時間間隔ごとに撮像を行う。
【0174】
【0175】
まず、サンプルＳが流路１に送液されると、第１分離領域Ａ１１において、第１粒子ｐ１が流路１の壁面（第１幅広部２２の第１側壁面１１）に吸着する一方で、第２粒子ｐ２が、第２幅狭部２３へ移動する（ステップＳ１１）。
【0176】
第１粒子ｐ１が流路１の壁面に吸着すると、粒子情報取得部３００が、第１粒子ｐ１の情報を取得する（ステップＳ１２）。具体的には、第２検出部４００Ｂが第１粒子ｐ１を第１分離領域Ａ１１において検出し、情報処理部５００（処理部５０３）が、第２検出部４００Ｂの検出結果に基づいて、第１粒子ｐ１の情報を取得する。例えば、第２検出部４００Ｂは、第１分離領域Ａ１１における第１粒子ｐ１の挙動を検出してもよい。情報処理部５００（処理部５０３）は、第１粒子ｐ１の情報として、第１粒子ｐ１の濃度を測定する。あるいは、情報処理部５００（処理部５０３）は、第１粒子ｐ１の情報として、第１粒子ｐ１の半径又は直径を更に取得してもよいし、第１粒子ｐ１の半径又は直径と、第１粒子ｐ１の体積磁化率とを更に測定してもよい。
【0177】
第２粒子ｐ２は、片側寄せ領域Ａ１２において、流路１の片側（流路本体部１０の第１側壁面１１際）に寄せ集められる（ステップＳ１３）。流路１の片側に寄せ集められた第２粒子ｐ２は、第２分離領域Ａ１３へ移動する。
【0178】
第２粒子ｐ２は、第２分離領域Ａ１３において、それぞれのサイズや種類に応じて分離される（ステップＳ１４）。詳しくは、第２粒子ｐ２は、それぞれのサイズや種類に応じた電磁泳動速度で第２電磁泳動方向Ｄ１２へ電磁泳動する。
【0179】
粒子情報取得部３００は、第２粒子ｐ２の情報を取得する（ステップＳ１５）。その結果、図１８に示す処理が終了する。具体的には、第１検出部４００Ａが第２粒子ｐ２を第２分離領域Ａ１３において検出し、情報処理部５００（処理部５０３）が、第１検出部４００Ａの検出結果に基づいて、第２粒子ｐ２の情報を取得する。例えば、第１検出部４００Ａは、第２分離領域Ａ１３における第２粒子ｐ２の挙動を検出してもよい。情報処理部５００（処理部５０３）は、第２粒子ｐ２の情報として、第２粒子ｐ２の濃度を測定する。あるいは、情報処理部５００（処理部５０３）は、第２粒子ｐ２の情報として、第２粒子ｐ２の半径又は直径、第２粒子ｐ２の粒度分布、及び第２粒子ｐ２の界面動電現象に影響を与える物性のうちの少なくとも１つを更に測定してもよい。
【0180】
なお、本実施形態において、流路本体部１０は、第２側壁面１２から第１側壁面１１までの幅が流通方向Ｄに沿って変化したが、流路本体部１０は、図１９に示すように、流通方向Ｄに沿って直線状に延びてもよい。図１９は、流路本体部１０の変形例を示す図である。この場合、図１６を参照して説明した第１分離磁場強度調整部２３２Ｂは、第１分離磁場の強度を第１強度と第２強度との間で調整する。また、図１５を参照して説明した片側寄せ磁場強度調整部２４２は、片側寄せ磁場の強度を第１強度と第２強度との間で調整し、第２分離磁場強度調整部２５２は、第２分離磁場の強度を第１強度と第２強度との間で調整する。
【0181】
第１分離磁場の第１強度は、第１粒子ｐ１を第１側壁面１１に吸着させるとともに、第２粒子ｐ２を、溶媒ｍの流れを駆動力として流通方向Ｄの下流側へ移動させる強度である。第１分離磁場の第２強度は、第１粒子ｐ１の第１側壁面１１への吸着を解除させて、第１粒子ｐ１を、溶媒ｍの流れを駆動力として流通方向Ｄの下流側へ移動させる強度である。
【0182】
片側寄せ磁場の第１強度は、第２粒子ｐ２を第１電磁泳動方向Ｄ１１へ電流Ｉと共に電磁泳動させる強度である。片側寄せ磁場の第２強度は、第１粒子ｐ１を第１電磁泳動方向Ｄ１１へ電流Ｉと共に電磁泳動させる強度である。つまり、片側寄せ磁場の第２強度は、第１粒子ｐ１の泳動が電磁泳動に支配される強度である。
【0183】
なお、第２分離磁場の第１強度及び第２強度については、実施形態１で説明しているため、ここでの説明は割愛する。
【0184】
【0185】
サンプルＳが流路１に送液されると、第１分離領域Ａ１１において、第１粒子ｐ１が流路１の壁面（第１幅広部２２の第１側壁面１１）に吸着する一方で、第２粒子ｐ２が、第２幅狭部２３へ移動する（ステップＳ１１）。
【0186】
第１粒子ｐ１が流路１の壁面に吸着すると、粒子情報取得部３００が、第１粒子ｐ１の情報を取得する（ステップＳ１２）。具体的には、第２検出部４００Ｂが第１粒子ｐ１を第１分離領域Ａ１１において検出し、情報処理部５００（処理部５０３）が、第２検出部４００Ｂの検出結果に基づいて、第１粒子ｐ１の半径又は直径を取得する。あるいは、情報処理部５００（処理部５０３）が、第１粒子ｐ１の半径又は直径と、第１粒子ｐ１の体積磁化率とを測定する。
【0187】
第２粒子ｐ２は、片側寄せ領域Ａ１２において、流路１の片側（流路本体部１０の第１側壁面１１際）に寄せ集められる（ステップＳ１３）。流路１の片側に寄せ集められた第２粒子ｐ２は、第２分離領域Ａ１３へ移動する。
【0188】
第２粒子ｐ２は、第２分離領域Ａ１３において、それぞれのサイズや種類に応じて分離される（ステップＳ１４）。詳しくは、第２粒子ｐ２は、それぞれのサイズや種類に応じた電磁泳動速度で第２電磁泳動方向Ｄ１２へ電磁泳動する。
【0189】
粒子情報取得部３００は、図１８を参照して説明したステップＳ１５と同様に、第２粒子ｐ２の情報を取得する（ステップＳ１５）。
【0190】
粒子情報取得部３００が第２粒子ｐ２の情報を取得した後、片側寄せ磁場の強度が第１強度から第２強度に調整されるとともに、第２分離磁場の強度が第１強度から第２強度に調整される（ステップＳ１６）。具体的には、片側寄せ磁場強度調整部２４２の移動機構が、片側寄せ磁石２４１を底壁面１３から離れる方向に移動させる。また、第２分離磁場強度調整部２５２の移動機構が、第２分離磁石２５１を底壁面１３から離れる方向に移動させる。
【0191】
片側寄せ磁場の強度が第１強度から第２強度に調整されるともに、第２分離磁場の強度が第１強度から第２強度に調整された後、第１粒子ｐ１の吸着が解除される（ステップＳ１７）。具体的には、第１分離磁場強度調整部２３２Ｂの移動機構が、第１分離磁石２３１Ｂを第１側壁面１１から離れる方向に移動させる。本実施形態では、第１粒子ｐ１は第１側壁面１１に吸着される。したがって、第１粒子ｐ１は、吸着が解除された後、溶媒ｍの流れを駆動力として、第１側壁面１１際に沿って流通方向Ｄの下流側へ移動する。
【0192】
第１粒子ｐ１は、片側寄せ領域Ａ１２を通過する際にも、第１側壁面１１際に沿って第２分離領域Ａ１３へ移動する。第１粒子ｐ１は、第２分離領域Ａ２において、それぞれのサイズや種類に応じて分離される（ステップＳ１８）。粒子情報取得部３００は、第１粒子ｐ１の情報を取得する（ステップＳ１９）。その結果、図２０に示す処理が終了する。なお、ステップＳ１８及びステップＳ１９の各処理は、図１０を参照して説明したステップＳ６及びステップＳ７の各処理と同様であるため、詳しい説明は割愛する。
【0193】
以上、図１３～図２０を参照して本発明の実施形態２を説明した。本実施形態によれば、実施形態１と同様に、第２粒子ｐ２の情報を取得することが容易になる。したがって、植物性プランクトンや、植物性プランクトンの餌となる窒素成分を含有する粒子のような反磁性の粒子の情報をより容易にサンプルから取得することができる。また、エクソソームのような植物性プランクトンの代謝物の情報をより容易にサンプルから取得することができる。
【0194】
更に、本実施形態によれば、実施形態１と同様に、第１粒子ｐ１の情報を取得することができる。したがって、植物性プランクトンの餌となる鉄成分等を含有する粒子の情報をより容易にサンプルから取得することができる。
【0195】
また、本実施形態の分析装置１００、粒子分離装置２００、及び分析方法は、実施形態１の分析装置１００、粒子分離装置２００、及び分析方法と同様に、赤潮発生の予兆を発見し、赤潮発生を早期に予測する手段として用いることができる。
【0196】
なお、本実施形態において、分析装置１００は、２つの検出部（第１検出部４００Ａ及び第２検出部４００Ｂ）を備えたが、検出部は１つであってもよい。例えば、撮像部４０２が、第１分離領域Ａ１１及び第２分離領域Ａ１３を同時に撮像できる場合、検出部は１つであってもよい。あるいは、分析装置１００が、検出部４００を移動させる機構を備える場合、検出部は１つであってもよい。
【0197】
また、本実施形態において、粒子情報取得部３００は第１粒子ｐ１の情報を取得したが、粒子情報取得部３００は第１粒子ｐ１の情報を取得しなくてもよい。この場合、第１粒子ｐ１の壁面への吸着を解除するための構成や処理は省略されてもよい。
【0198】
以上、図面（図１～図２０）を参照して本発明の実施形態について説明した。ただし、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施できる。また、上記の実施形態に開示される複数の構成要素は適宜改変可能である。例えば、ある実施形態に示される全構成要素のうちのある構成要素を別の実施形態の構成要素に追加してもよく、又は、ある実施形態に示される全構成要素のうちのいくつかの構成要素を実施形態から削除してもよい。
【0199】
図面は、発明の理解を容易にするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚さ、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる場合もある。また、上記の実施形態で示す各構成要素の構成は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることは言うまでもない。
【0200】
例えば、図１～図２０を参照して説明した実施形態では、流路１は流通方向Ｄの下流側で２つの流路に分岐したが、流路１は流通方向Ｄの下流側で３つ以上の流路に分岐してもよい。換言すると、流路１は、３つ以上の出口を有してもよい。
【0201】
また、図１～図２０を参照して説明した実施形態では、磁石を用いて磁場を発生させる構成を説明したが、電磁石を用いて磁場を発生させてもよい。この場合、磁場の強度は、電磁石を流れる電流の電流値を制御して調整することができる。
【0202】
また、図１～図２０を参照して説明した実施形態では、流路１にサンプルＳを送液する部材としてマイクロシリンジ６０１を例示したが、流路１にサンプルＳを送液する部材は、マイクロシリンジ６０１に限定されない。流路１にサンプルＳを送液する部材は、例えば、マイクロポンプ、又はオートサンプラーであってもよい。
【0203】
また、図１～図２０を参照して説明した実施形態では、撮像部４０２が粒子ｐを撮像する構成を説明したが、粒子ｐを検出する構成は、撮像部４０２を用いた構成に限定されない。例えば、光センサーを用いて粒子ｐを検出してもよい。以下、図２１（ａ）を参照して本発明の他の実施形態を説明する。
【0204】
【0205】
具体的には、図２１（ａ）に示すように、検出部４００は、第１レーザー光源４１０ａと、第２レーザー光源４１０ｂと、第１光センサー４１１ａと、第２光センサー４１１ｂとを有してもよい。
【0206】
第１レーザー光源４１０ａ及び第２レーザー光源４１０ｂは、第１分離領域Ａ１、又は片側寄せ領域Ａ１２よりも下流側の領域で、サンプルＳに向けてレーザー光Ｌａを出射する。
【0207】
第１光センサー４１１ａは、第１レーザー光源４１０ａからレーザー光Ｌａが照射される領域を粒子ｐが通過することに応じて波形が変動する電気信号を情報処理部５００に出力する。具体的には、第１光センサー４１１ａは、粒子ｐから反射光Ｌｒを受光したことに応じて信号レベルが変化する電気信号を情報処理部５００に出力する。
【0208】
同様に、第２光センサー４１１ｂは、第２レーザー光源４１０ｂからレーザー光Ｌａが照射される領域を粒子ｐが通過することに応じて波形が変動する電気信号を情報処理部５００に出力する。具体的には、第２光センサー４１１ｂは、粒子ｐから反射光Ｌｒを受光したことに応じて信号レベルが変化する電気信号を情報処理部５００に出力する。
【0209】
図２１（ａ）に示す分析装置１００では、第１レーザー光源４１０ａは、第１分岐流路３０に向けてレーザー光Ｌａを出射する。第１光センサー４１１ａは、第１分岐流路３０を流れる粒子ｐからの反射光Ｌｒを受光するように配置される。第２レーザー光源４１０ｂは、第２分岐流路５０に向けてレーザー光Ｌａを出射する。第２光センサー４１１ｂは、第２分岐流路５０を流れる粒子ｐからの反射光Ｌｒを受光するように配置される。
【0210】
図２１（ａ）に示す分析装置１００によれば、情報処理部５００（処理部５０３）は、第１光センサー４１１ａから出力された電気信号に基づいて、第１分岐流路３０を流れる粒子ｐの数を計数することができる。したがって、情報処理部５００（処理部５０３）は、第１採集ビン６０２に採集された粒子ｐの濃度を算出することができる。同様に、情報処理部５００（処理部５０３）は、第２採集ビン６０３に採集された粒子ｐの濃度を算出することができる。
【0211】
【0212】
図２１（ｂ）に示すように、第１光センサー４１１ａは、第１分岐流路３０を透過したレーザー光Ｌａを受光するように配置されてもよい。同様に、第２光センサー４１１ｂは、第２分岐流路５０を透過したレーザー光Ｌａを受光するように配置されてもよい。
【0213】
図２１（ｂ）に示す分析装置１００によっても、図２１（ａ）に示す分析装置１００と同様に、情報処理部５００（処理部５０３）は、第１光センサー４１１ａから出力された電気信号に基づいて、第１分岐流路３０を流れる粒子ｐの数を計数することができる。したがって、情報処理部５００（処理部５０３）は、第１採集ビン６０２に採集された粒子ｐの濃度を算出することができる。同様に、情報処理部５００（処理部５０３）は、第２採集ビン６０３に採集された粒子ｐの濃度を算出することができる。
【産業上の利用可能性】
【0214】
本発明は、赤潮の発生を予測する分野に有用である。
【符号の説明】
【0215】
１ ：流路
１０ ：流路本体部
１１ ：第１側壁面
１２ ：第２側壁面
１３ ：底壁面
３０ ：第１分岐流路
５０ ：第２分岐流路
１００ ：分析装置
２００ ：粒子分離装置
２１０ ：マイクロ流路デバイス
２３０ ：第１分離磁場形成部
２３０Ｂ ：第１分離磁場形成部
２３１ ：第１分離磁場発生源
２３１Ｂ ：第１分離磁場発生源
２３２ ：第１分離磁場強度調整部
２３２Ｂ ：第１分離磁場強度調整部
２４０ ：片側寄せ磁場形成部
２４１ ：片側寄せ磁場発生源
２４２ ：片側寄せ磁場強度調整部
２５０ ：第２分離磁場形成部
２５１ ：第２分離磁場発生源
２５２ ：第２分離磁場強度調整部
２７０ ：電流生成部
３００ ：粒子情報取得部
４００ ：検出部
４００Ａ ：第１検出部
４００Ｂ ：第２検出部
４００Ｂ ：検出部
４０２ ：撮像部
４１１ａ ：第１光センサー
４１１ｂ ：第２光センサー
５００ ：情報処理部
Ａ１ ：第１分離領域
Ａ１１ ：第１分離領域
Ａ１２ ：片側寄せ領域
Ａ１３ ：第２分離領域
Ａ２ ：第２分離領域
Ｄ ：流通方向
Ｄ１１ ：第１電磁泳動方向
Ｄ１２ ：第２電磁泳動方向
Ｉ ：電流
Ｓ ：サンプル
ｍ ：溶媒
ｐ ：粒子
ｐ１ ：第１粒子
ｐ２ ：第２粒子
１０ ：流路本体部
１１ ：第１側壁面
１２ ：第２側壁面
１３ ：底壁面
３０ ：第１分岐流路
５０ ：第２分岐流路
１００ ：分析装置
２００ ：粒子分離装置
２１０ ：マイクロ流路デバイス
２３０ ：第１分離磁場形成部
２３０Ｂ ：第１分離磁場形成部
２３１ ：第１分離磁場発生源
２３１Ｂ ：第１分離磁場発生源
２３２ ：第１分離磁場強度調整部
２３２Ｂ ：第１分離磁場強度調整部
２４０ ：片側寄せ磁場形成部
２４１ ：片側寄せ磁場発生源
２４２ ：片側寄せ磁場強度調整部
２５０ ：第２分離磁場形成部
２５１ ：第２分離磁場発生源
２５２ ：第２分離磁場強度調整部
２７０ ：電流生成部
３００ ：粒子情報取得部
４００ ：検出部
４００Ａ ：第１検出部
４００Ｂ ：第２検出部
４００Ｂ ：検出部
４０２ ：撮像部
４１１ａ ：第１光センサー
４１１ｂ ：第２光センサー
５００ ：情報処理部
Ａ１ ：第１分離領域
Ａ１１ ：第１分離領域
Ａ１２ ：片側寄せ領域
Ａ１３ ：第２分離領域
Ａ２ ：第２分離領域
Ｄ ：流通方向
Ｄ１１ ：第１電磁泳動方向
Ｄ１２ ：第２電磁泳動方向
Ｉ ：電流
Ｓ ：サンプル
ｍ ：溶媒
ｐ ：粒子
ｐ１ ：第１粒子
ｐ２ ：第２粒子
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】