CN113727776A - 微小物体的集聚系统以及微小物体的集聚方法 - Google Patents

微小物体的集聚系统以及微小物体的集聚方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113727776A
CN113727776A CN202080030830.2A CN202080030830A CN113727776A CN 113727776 A CN113727776 A CN 113727776A CN 202080030830 A CN202080030830 A CN 202080030830A CN 113727776 A CN113727776 A CN 113727776A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
photothermal conversion
conversion region
irradiation
laser beams
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202080030830.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113727776B (zh
Inventor
饭田琢也
床波志保
石川弘树
山崎力
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Public University Legal Person Osaka
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Public University Legal Person Osaka
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Public University Legal Person Osaka, Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Public University Legal Person Osaka
Publication of CN113727776A publication Critical patent/CN113727776A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113727776B publication Critical patent/CN113727776B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
    • C12M—APPARATUS FOR ENZYMOLOGY OR MICROBIOLOGY; APPARATUS FOR CULTURING MICROORGANISMS FOR PRODUCING BIOMASS, FOR GROWING CELLS OR FOR OBTAINING FERMENTATION OR METABOLIC PRODUCTS, i.e. BIOREACTORS OR FERMENTERS
    • C12M1/00—Apparatus for enzymology or microbiology
    • C12M1/26—Inoculator or sampler
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40—Concentrating samples
    • G01N1/4022—Concentrating samples by thermal techniques; Phase changes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/44—Sample treatment involving radiation, e.g. heat
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022—Mountings; Housings
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/02—Devices for withdrawing samples
    • G01N1/10—Devices for withdrawing samples in the liquid or fluent state
    • G01N2001/1006—Dispersed solids
    • G01N2001/1012—Suspensions
    • G01N2001/1025—Liquid suspensions; Slurries; Mud; Sludge
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
    • G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
    • G01N1/40—Concentrating samples
    • G01N1/4022—Concentrating samples by thermal techniques; Phase changes
    • G01N2001/4027—Concentrating samples by thermal techniques; Phase changes evaporation leaving a concentrated sample

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Microscoopes, Condenser (AREA)

Abstract

样本台(1)构成为对设置了薄膜(12)的基板(11)进行保持。激光模块(4)包含多个发光区域(421)，从多个发光区域(421)分别发出多个激光光线(L)。光波导(44)以及透镜(45)将多个激光光线(L)聚光到同一聚光点(F)。调整机构(6)构成为对样本台(1)与聚光透镜(光波导(44)以及透镜(45))之间的相对位置关系进行调整。控制装置(50)构成为能够进行单一照射模式和多点照射模式的切换。单一照射模式是对调整机构(6)进行控制使得多个激光光线(L)的聚光点(F)与薄膜(12)一致的模式。多点照射模式是对调整机构(6)进行控制使得聚光点(F)偏离薄膜(12)的模式。

Description

微小物体的集聚系统以及微小物体的集聚方法
技术领域
本公开涉及微小物体的集聚系统以及微小物体的集聚方法，更特定地，涉及对分散在液体中的多个微小物体进行集聚的技术。
背景技术
已提出一种用于对分散在液体中的多个微小物体(微粒子、细胞或者微生物等)进行集聚的技术。例如日本特开2017-202446号公报(专利文献1)以及国际公开第2018/159706号(专利文献2)公开如下技术，即，通过光照射对分散在液体中的多个微小物体进行集聚。若对将光变换为热的光热变换区域照射光，则光照射位置附近的液体被局部地加热。由此，产生微泡并且在液体中产生对流。这样一来，多个微小物体搭乘对流而朝向微泡被运送从而集聚于光照射位置附近。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2017-202446号公报
专利文献2：国际公开第2018/159706号
发明内容
发明要解决的课题
在通过光照射对分散在液体中的多个微小物体进行集聚的集聚系统中，要求在更短时间集聚更多的微小物体，换言之，要求更高效率地集聚微小物体。
为了高效率地集聚微小物体，也可以考虑使照射到光热变换区域的光的输出增大。然而，伴随光输出的增大，光照射位置附近的温度上升量变大。在微小物体之中存在应抑制热损伤的微小物体。例如微生物一般不耐热，因此若由于光照射而引起过度的温度上升则有可能会死亡。因此，根据微小物体，有时期望抑制对微小物体的热损伤。另一方面，还可能存在如下的微小物体，即，可以不特别考虑上述那样的情况而单纯使光输出增大。因此，期望集聚系统的用户能够根据微小物体的种类或者特性等来选择以怎样的方式对微小物体进行集聚。
本公开正是为了解决上述课题而完成的，其目的在于，使得用户能够选择分散在液体中的多个微小物体的集聚方式。
用于解决课题的手段
(1)按照本公开的某个方面的微小物体的集聚系统对分散在液体中的多个微小物体进行集聚。微小物体的集聚系统具备：保持装置，构成为对设置了光热变换区域的基板进行保持；激光光源，包含多个发光区域，从多个发光区域分别发出多个激光光线；聚光透镜，将多个激光光线聚光到同一聚光点；调整机构，构成为对保持装置与聚光透镜之间的相对位置关系进行调整；以及控制装置，对调整机构进行控制。控制装置构成为能够进行单一照射模式和多点照射模式的切换，其中，单一照射模式和多点照射模式分别是将多个激光光线之中的至少一部分照射到光热变换区域的模式。单一照射模式是对调整机构进行控制使得多个激光光线的聚光点与光热变换区域一致的模式。多点照射模式是对调整机构进行控制使得多个激光光线之中的至少一部分通过光热变换区域而聚光点偏离光热变换区域的模式。
(2)在多点照射模式下，控制装置对调整机构进行控制来调整聚光透镜与光热变换区域之间的距离，由此设定照射到光热变换区域的多个激光光线间的间隔。
(3)激光光源是垂直共振面发光激光器。
(4)聚光透镜包含渐变折射率型的光纤和平凸透镜。光纤具有覆盖多个发光区域的一端和与平凸透镜的平面侧接合的另一端。
(5)控制装置在光热变换区域上准备了液体的条件下选择了多点照射模式的情况下，对调整机构进行控制使得通过多个激光光线的照射而在光热变换区域上产生多个气泡以及朝向多个气泡的间隙的对流，由此在间隙集聚多个微小物体。
(6)按照本公开的另一方面的微小物体的集聚方法对分散在液体中的多个微小物体进行集聚。微小物体的集聚方法具备第1步骤～第4步骤。第1步骤是在设置于基板的光热变换区域上准备液体的步骤。第2步骤是调整将多个激光光线聚光到同一聚光点的聚光透镜与光热变换区域之间的相对位置关系的步骤。上述调整的步骤(第2步骤)包含选择性地设定第1状态和第2状态的步骤。第1状态是调整了相对位置关系使得多个激光光线的聚光点与光热变换区域一致的状态。第2状态是调整了相对位置关系使得多个激光光线之中的至少一部分通过光热变换区域而聚光点偏离光热变换区域的状态。第3步骤是在选择了第2状态的情况下，通过多个激光光线的照射而在光热变换区域上产生多个气泡以及朝向多个气泡的间隙的对流的步骤。第4步骤是在上述间隙集聚多个微小物体的步骤。
(7)在基板形成有捕捉多个微小物体的多个细孔和各自将多个细孔之中的相邻的细孔间相互隔开的多个隔壁。光热变换区域设置为覆盖多个细孔和多个隔壁之中的至少一部分。
发明效果
根据本公开，用户能够选择分散在液体中的多个微小物体的集聚方式。
附图说明
图1是概略性地示出本实施方式涉及的微小物体的集聚系统的整体结构的图。
图2是示出激光模块的立体图像的图。
图3是概略性地示出激光模块的结构的图。
图4是沿着图3的IV-IV线的激光模块的剖视图。
图5是沿着图3的V-V线的激光模块的剖视图。
图6是示意性地示出平板集聚套件的结构的立体图。
图7是沿着图6的VII-VII线的平板集聚套件的剖视图。
图8是示意性地示出蜂窝集聚套件的结构的立体图。
图9是沿着图8的IX-IX线的蜂窝集聚套件的剖视图。
图10是用于说明单一照射模式和多点照射模式的切换方法的图。
图11是示出本实施方式中的微小物体的集聚方法的流程图。
图12是用于说明单一照射模式下的微小物体的集聚机制的图。
图13是用于说明多点照射模式下的微小物体的集聚机制的图。
图14是示出与照射距离D为0.2mm的情况对应的多个激光光线间的间隔下的光学仿真结果和激光光斑附近的实测结果的图。
图15是示出与照射距离D为0.3mm的情况对应的多个激光光线间的间隔下的光学仿真结果和激光光斑附近的实测结果的图。
图16是示出与照射距离D为0.4mm的情况对应的多个激光光线间的间隔下的光学仿真结果和激光光斑附近的实测结果的图。
图17是示出与照射距离D为0.5mm的情况对应的多个激光光线间的间隔下的光学仿真结果和激光光斑附近的实测结果的图。
图18是示出与照射距离D为0.6mm的情况对应的多个激光光线间的间隔下的光学仿真结果和激光光斑附近的实测结果的图。
图19是示出与照射距离D为0.7mm的情况对应的多个激光光线间的间隔下的光学仿真结果和激光光斑附近的实测结果的图。
图20是示出与照射距离D为0.8mm的情况对应的多个激光光线间的间隔下的光学仿真结果和激光光斑附近的实测结果的图。
图21是示出与照射距离D为0.9mm的情况对应的多个激光光线间的间隔下的光学仿真结果和激光光斑附近的实测结果的图。
图22是示出与照射距离D为1.0mm的情况对应的多个激光光线间的间隔下的光学仿真结果和激光光斑附近的实测结果的图。
图23是示出与照射距离D为1.1mm的情况对应的多个激光光线间的间隔下的光学仿真结果和激光光斑附近的实测结果的图。
图24是示出与照射距离D为1.2mm的情况对应的多个激光光线间的间隔下的光学仿真结果和激光光斑附近的实测结果的图。
图25是示出激光光斑的附近的观察结果的图。
图26是示出在向蜂窝集聚套件的光照射时产生的微泡的观察结果的图。
图27是示出单一照射后的蜂窝集聚套件的观察结果的图。
图28是示出多点照射后的蜂窝集聚套件的观察结果的图。
图29是示出向平板集聚套件的光照射所引起的温度上升量的测定结果的图。
图30是示出向蜂窝集聚套件的光照射所引起的温度上升量的测定结果的图。
具体实施方式
在本公开中，“纳米级”包含从1nm到1000nm(＝1μm)的范围。“微米级”包含从1μm到1000μm(＝1mm)的范围。因此，“从纳米级到微米级的范围”包含从1nm到1000μm的范围。“从纳米级到微米级的范围”典型地示出数nm～数百μm的范围，优选地示出100nm～100μm的范围，更优选地可示出1μm～数十μm的范围。
在本公开中，“微小物体”这一用语意味着具有从纳米级到微米级的范围的尺寸的物体。微小物体的形状没有特别限定，例如为球形、椭圆球形、棒形(杆形)。在微小物体为椭圆球形的情况下，只要椭圆球的长轴方向的长度以及短轴方向的长度的至少一方在从纳米级到微米级的范围内即可。在微小物体为棒形的情况下，只要棒的宽度以及长度的至少一方在从纳米级到微米级的范围内即可。
作为微小物体的例子，可列举金属纳米粒子、金属纳米粒子集合体、金属纳米粒子集聚构造体、半导体纳米粒子、有机纳米粒子、树脂珠、PM(Particulate Matter，颗粒物)等。所谓“金属纳米粒子”，是具有纳米级的尺寸的金属粒子。所谓“金属纳米粒子集合体”，是通过多个金属纳米粒子凝集而形成的集合体。所谓“金属纳米粒子集聚构造体”，例如是多个金属纳米粒子经由相互作用部位而固定于基材(树脂珠等)的表面，相互设置间隙，以金属纳米粒子的直径以下的间隔而配置的构造体。所谓“半导体纳米粒子”，是具有纳米级的尺寸的半导体粒子。所谓“有机纳米粒子”，是由具有纳米级的尺寸的有机化合物构成的粒子。所谓“树脂珠”，是由具有从纳米级到微米级的范围的尺寸的树脂构成的粒子。所谓“PM”，是具有微米级的尺寸的粒子状物质。作为PM的例子，可列举PM2.5、SPM(SuspendedParticulate Matter，悬浮颗粒物)等。
微小物体也可以是来源于生物的物质(生物物质)。更具体地，微小物体可以包含细胞、微生物(细菌、真菌等)、生物高分子(蛋白质、核酸、脂质、多糖类等)、抗原(变应原等)以及病毒。
在本公开中，“蜂窝状”这一用语意味着多个正六边形在二维方向上排列为六方格子状(蜂窝状)的形状。在多个正六边形各自形成细孔。各细孔是具有从纳米级到微米级的范围的开口的孔。细孔既可以是贯通孔也可以是非贯通孔。此外，细孔的形状没有特别限定，可以包含圆柱形、棱柱形、除了正球形之外的球形(例如半球形或者半椭圆球形)等任意的形状。将具有多个细孔排列为蜂窝状的构造的构造体称为“蜂窝构造体”。
在本公开中，“微泡”这一用语意味着微米级的气泡。
以下，参照附图对本公开的实施方式详细进行说明。另外，对图中相同或者相应的部分标注相同的符号，不再赘述其说明。
[实施方式]
在本实施方式中，作为微小物体的例示方式而采用树脂珠或者细菌。树脂珠的材料是聚苯乙烯。不过，树脂珠的材料不限定于此，电可以是丙烯、聚烯烃、聚乙烯、聚丙烯等。此外，作为细菌而使用绿脓杆菌。绿脓杆菌是杆菌。典型的绿脓杆菌的长轴的长度为约2μm，短轴的长度为约0.5μm。绿脓杆菌是革兰氏阴性菌。
以下，x方向以及y方向表示水平方向。x方向和y方向相互正交。z方向表示铅垂方向。重力的朝向为z方向下方。另外，有时将z方向上方简称为上方，将z方向下方简称为下方。
在本实施方式中，准备用于微小物体的集聚的两种集聚套件。关于这些集聚套件的详细结构利用图6～图9进行说明，将一者记载为“平坦集聚套件10”，将另一者记载为“蜂窝集聚套件20”。
<集聚系统的结构>
图1是概略性地示出本实施方式涉及的微小物体的集聚系统100的整体结构的图。参照图1，集聚系统100具备样本台1、样本供给装置2、光源台3、激光模块4、冷却装置5、调整机构6、电源7、拍摄设备8、照明装置9和控制装置50。以下，对使用平坦集聚套件10的例子进行说明，但也可以取代平坦集聚套件10而使用蜂窝集聚套件20。
样本台1是XYZ轴台，构成为能够在x方向、y方向以及z方向上移动。样本台1对平坦集聚套件10进行保持。在平坦集聚套件10滴下了样本S。另外，样本台1相当于本公开涉及的“保持装置”。
样本供给装置2根据来自控制装置50的指令而在平坦集聚套件10上供给液体状的样本S。作为样本供给装置2，例如能够使用分配器。
光源台3是XYZ轴台，构成为能够在x方向、y方向以及z方向上移动。光源台3对激光模块4以及冷却装置5进行保持。
激光模块4是半导体激光模块(激光光源)，根据来自控制装置50的指令而发出许多的激光光线L。激光光线L的波长在该例中包含于近红外区域，例如为850nm。关于激光模块4的结构，利用图2～图5详细进行说明。
冷却装置5对激光模块4进行冷却。通过使用珀耳帖元件(未图示)作为冷却装置5，从而能够将冷却装置5小型化。
调整机构6构成为能够根据来自控制装置50的指令而调整样本台1的x方向、y方向以及z方向的位置，并且调整光源台3的x方向、y方向以及z方向的位置。在以下说明的例子中，在决定光照射位置时，可调整样本台1的水平方向的位置(x方向以及y方向的位置)，并且，可调整光源台3的高度(z方向的位置)。由此，可调整搭载在样本台1上的平坦集聚套件10和设置在光源台3上的激光模块4的相对位置关系。
不过，调整机构6的结构只要能够调整平坦集聚套件10和激光模块4的相对位置关系就没有特别限定。调整机构6例如既可以相对于被固定的激光模块4来调整平坦集聚套件10的位置，也可以相对于被固定的平坦集聚套件10来调整激光模块4的位置。
电源7供给用于驱动激光模块4的电流。此外，电源7供给用于驱动冷却装置5的电力。
拍摄设备8根据来自控制装置50的指令而对平坦集聚套件10上的样本S进行拍摄，并将所拍摄的图像输出到控制装置50。对于拍摄设备8，可使用包含CCD(Charge CoupledDevice，电荷耦合器件)图像传感器或者CMOS(Complementary Metal OxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器的摄像机。
照明装置9根据来自控制装置50的指令而发出用于照射平坦集聚套件10上的样本S的白色光WL。作为一个实施例，能够将卤素灯用作照明装置9。从照明装置9发出的白色光WL例如利用光纤被引导到拍摄设备8，并从拍摄设备8朝向拍摄部位照射。另外，拍摄设备8以及照明装置9只不过是用于拍摄样本S的样子的设备，并不是集聚系统100对微小物体的集聚所必需的构成要素。
控制装置50对构成集聚系统100的各个设备(样本供给装置2、调整机构6、电源7、拍摄设备8以及照明装置9)进行控制。控制装置50可通过包含CPU(Central ProcessingUnit，中央处理单元)等处理器、ROM(Read Only Memory，只读存储器)以及RAM(RandomAccess Memory，随机存取存储器)等存储器、和输入输出端口(均未图示)等的微型计算机来实现。
图2是示出激光模块4的立体图像的图。图3是概略性地示出激光模块4的结构的图。参照图2以及图3，激光模块4设置在光源台3上，并且配置在样本台1的下方。在样本台1设置有平坦集聚套件10。从激光模块4朝向上方发出的许多的激光光线L(多个激光光线L)照射到样本台1上的平坦集聚套件10。另外，在图3以及后述的图10中省略了冷却装置5的图示。
图4是沿着图3的IV-IV线的激光模块4的剖视图。图5是沿着图3的V-V线的激光模块4的剖视图。参照图4，激光模块4包含基板41、面发光元件42、接合构件43、光波导44和透镜45。
基板41是由绝缘材料形成的平板，例如是印刷布线基板或者陶瓷基板。在基板41的表面安装有面发光元件42。在基板41的背面形成有电极411的一部分。电极411例如通过引线接合而与面发光元件42电连接。对于面发光元件42，从电源7(参照图1)经由电极411被供给驱动电流。
参照图5，面发光元件42是阵列型垂直共振器面发光激光器(VCSEL：VerticalCavity Surface Emitting LASER，垂直腔面发射激光器)。面发光元件42具有多个(在该例中为30个)发光区域421和电极焊盘422。多个发光区域421排列为阵列状。所有的发光区域421同时发光，各自发出激光光线L。所发出的多个激光光线L向与面发光元件42的表面垂直的方向(z方向上方)射出。另外，图5中的数值表示各构成要素的尺寸(单位：μm)。
返回到图4，接合构件43例如是粘接剂，将光波导44接合到面发光元件42上。接合构件43由相对于从面发光元件42发出的光(在该例中为近红外光)而透明的材料构成。
光波导44对从面发光元件42发出的多个激光光线L进行聚光。光波导44的材料是相对于从面发光元件42发出的光而透明的材料，例如是树脂或者玻璃。光波导44包含芯441和包层(clad)442。
芯441具有圆柱形状。芯441的入射端(相当于本公开涉及的“一端”)形成为覆盖所有的发光区域421，使得入射从面发光元件42发出的所有的激光光线L。包层442具有圆筒形状。包层442形成为覆盖芯441的侧面。
透镜45是平凸透镜，具有平面以及凸面。透镜45的平面与光波导44的射出端(相当于本公开涉及的“另一端”)接合。透镜45的凸面在从激光模块4的激光射出部位射出光的射出方向上突出。
对如以上那样构成的激光模块4中的激光光线L的传播路径进行说明。光波导44是渐变折射率(GI：Graded Index)型的光纤。因此，光波导44的芯441的折射率在芯441的径向中心处最高，随着朝向径向外侧而平滑地变低。在芯441的内部传播的激光光线L存在传播距离相互不同的多个模式。低阶模式的光在芯中心前进，高阶模式的光偏离芯中心地前进。虽然低阶模式的光的传播距离短，但是低阶模式的光的传播速度起因于芯中心的高折射率而相对较慢。与之相反，对于高阶模式的光，传播距离长，另一方面，传播速度相对较快。设计芯441的折射率分布，使得模式间的传播时间之差足够短。
在具有这样的折射率分布的芯441的内部传播的多个激光光线L形成节点P和波腹Q。另外，节点P以及波腹Q的位置能够根据激光光线L的波长而变化。关于激光光线L的行进方向，决定光波导44的长度，使得光波导44的射出端不位于节点P到波腹Q的中途。换言之，决定光波导44的长度，使得如图4所示那样光波导44的射出端位于波腹Q到节点P的中途，或者光波导44的射出端与波腹Q一致。其结果是，在光波导44传播的多个激光光线L从光波导44的射出端以聚光倾向被射出。被射出的多个激光光线L进一步被透镜45聚光而形成同一聚光点F。
<集聚套件的结构>
图6是示意性地示出平坦集聚套件10的结构的立体图。图7是沿着图6的VII-VII线的平坦集聚套件10的剖视图。
参照图6以及图7，平坦集聚套件10具有平板形状。在该平板形状的上表面US上滴下了样本S。
在图7所示的例子中，样本S是分散了树脂珠R的液体。液体(分散介质)的种类虽然没有特别限定，但在该例中是水。也可以在样本S中添加用于促进树脂珠R的集聚的非离子性界面活性剂(关于界面活性剂的作用的详情参照专利文献2)。
平坦集聚套件10包含基板11和薄膜12。基板11由不对利用薄膜12进行的激光光线L的光热变换(后述)造成影响并且相对于白色光WL而透明的材料形成。作为这样的材料，可列举石英、硅等。在本实施方式中，玻璃基板(盖玻片)用作基板11。
薄膜12吸收来自激光模块4的激光光线L，并将光能变换为热能。薄膜12的材料优选是激光光线L的波长区域(在本实施方式中为近红外区域)中的光热变换效率高的材料。在本实施方式中，作为薄膜12而形成有膜厚为纳米级(具体地，例如为10nm)的金薄膜。金薄膜能够利用溅射或者无电解镀敷等公知的方法而形成。另外，薄膜12也可以不形成在基板11整面，只要形成在基板11的至少一部分即可。
在薄膜12为金薄膜的情况下，金薄膜表面的自由电子形成表面等离激元(plasmon)，由于激光光线L而振动。由此产生极化。该极化的能量通过自由电子与原子核之间的库伦相互作用而变换为晶格振动的能量。其结果是，金薄膜产生热。以下，将该效应也称为“光发热效应”。
不过，薄膜12的材料不限定于金，也可以是能够产生光发热效应的金以外的金属元素(例如银)或者金属纳米粒子集聚构造体(例如利用了金纳米粒子或者银纳米粒子的构造体)等。或者，薄膜12的材料也可以是激光光线L的波长区域的光吸收率高的金属以外的材料。作为这样的材料，可列举接近黑体的材料(例如碳纳米管黑体)。可考虑激光输出和薄膜12的材料的吸收波长区域以及光热变换效率而在设计上或者在实验上决定薄膜12的厚度。形成了薄膜12的区域相当于本公开涉及的“光热变换区域”。
图8是示意性地示出蜂窝集聚套件20的结构的立体图。图9是沿着图8的IX-IX线的蜂窝集聚套件20的剖视图。不过，在图9中省略了样本S的图示。参照图8以及图9，蜂窝集聚套件20包含基板21、蜂窝高分子膜22和薄膜23。
对于基板21，例如使用盖玻片。蜂窝高分子膜22是在基板21上形成了蜂窝构造体的高分子膜。对于蜂窝高分子膜22的材料而使用树脂。在蜂窝高分子膜22上进一步形成有薄膜23。
薄膜23与形成于平坦集聚套件10的薄膜12(参照图6以及图7)同样地由吸收激光光线L而将光能变换为热能的材料构成。在本实施方式中，薄膜23是膜厚为纳米级(具体地，例如为40nm～50nm)的金薄膜。薄膜23反映蜂窝高分子膜22的构造而具有蜂窝构造。因此，在薄膜23形成有捕捉多个微小物体的多个细孔24、和各自将多个细孔24之中的相邻的细孔间相互隔开的多个隔壁25(关于蜂窝集聚套件20的详细结构参照专利文献2)。薄膜23设置为覆盖多个细孔24和多个隔壁25的上部之中的至少一部分。
另外，平坦集聚套件10以及蜂窝集聚套件20的形状不限定于平板形状。平坦集聚套件10以及蜂窝集聚套件20也可以是形成了用于保持样本S的内部空间的容器。具体地，能够将圆柱形状的玻璃底碟(参照专利文献2)用作平坦集聚套件10或者蜂窝集聚套件20。在该情况下，玻璃底碟的底面相当于本公开涉及的“基板”。能够在玻璃底碟的底面形成金薄膜。
<单一照射模式和多点照射模式>
再次参照图3，以下将沿着激光光线L的射出方向(z方向)而从激光模块4的前端(透镜45的凸面)到平坦集聚套件10的上表面US(薄膜12)的距离称为“照射距离D”。如利用图1所说明的那样，调整机构6构成为能够根据来自控制装置50的指令而调整光源台3的z方向的位置。因此，控制装置50通过控制调整机构6从而能够将照射距离D设定为任意的值。
本实施方式涉及的集聚系统100构成为能够通过照射距离D的设定来进行“单一照射模式”和“多点照射模式”的切换。所谓单一照射模式，是将单一的激光光线L照射到样本S的模式。所谓多点照射模式，是将许多的激光光线L照射到样本S的模式。另外，所谓“多点照射”意味着2点以上的照射。
图10是用于说明单一照射模式和多点照射模式的切换方法的图。参照图3以及图10，从激光模块4的前端向上方射出的多个激光光线L在透镜45附近是分开的，但在比其更靠上方相互交叉而形成聚光点F。然后，多个激光光线L在比聚光点F进一步靠上方再次分成分开的。
若控制装置50对照射距离D进行设定使得聚光点F的位置与平坦集聚套件10的上表面US一致，则会对平坦集聚套件10照射单一的激光光线L。即，可实现向平坦集聚套件10的单一照射(单一照射模式、第1状态)。
相对于此，若控制装置50对照射距离D进行设定使得聚光点F的位置处于比平坦集聚套件10的上表面US更靠下方，则会对平坦集聚套件10照射多个激光光线L。即，可实现向平坦集聚套件10的多点照射(多点照射模式、第2状态)。另外，虽然在该例中未图示，但也可以通过控制装置50对照射距离D进行设定使得聚光点F的位置处于比平坦集聚套件10的上表面US更靠上方来实现多点照射。
此外，在多点照射模式下，将平坦集聚套件10的上表面US的位置处的多个激光光线L间的间隔称为“光斑间隔”。光斑间隔随着平坦集聚套件10的上表面US的位置朝向比聚光点F更靠上方而变宽。因此，控制装置50还能够通过控制调整机构6对照射距离D进行调整从而将光斑间隔设定为希望的值。
<集聚流程>
图11是示出本实施方式中的微小物体(树脂珠R或者细菌B)的集聚方法的流程图。在该流程图中，步骤S3以后的各步骤基本上通过利用控制装置50进行的软件处理来实现，但其一部分或者全部也可以通过制作在控制装置50内的硬件(电路)来实现。
参照图11，在步骤S1中，准备分散了微小物体的样本S。所准备的样本S储存在样本供给装置2内。
在步骤S2中，控制装置50将平坦集聚套件10设置在样本台1上。该处理例如能够通过设置于集聚系统100的基板进给机构(未图示)来实现。
在步骤S3中，控制装置50通过对样本供给装置2进行控制，从而使适量的样本S滴下到平坦集聚套件10上。样本S的滴下量例如可以为数μL～数百μL程度的微量，也可以为更多量。
在步骤S4中，控制装置50对照明装置9进行控制使得发出用于向样本S照射的白色光WL。此外，控制装置50对拍摄设备8进行控制使得开始样本S的拍摄。另外，步骤S4的处理是用于观察样本S的处理，并不是树脂珠R的集聚所必需的处理。
在步骤S5中，控制装置50通过对调整机构6进行控制来调整样本台1的水平方向的位置，使得激光光线L照射到样本S内的目标位置。具体地，控制装置50利用图案识别的图像处理技术从由拍摄设备8拍摄到的图像之中提取样本S的外形图案，由此能够获取样本S的水平方向的位置。然后，控制装置50从初始位置起适当调整光源台3的水平方向的位置，由此能够使激光光线L的水平方向的照射位置对准样本S内的目标位置。
在步骤S6中，控制装置50通过对调整机构6进行控制来调整光源台3的高度，使得照射距离D成为希望的值。由此，可实现单一照射模式/多点照射模式的切换。所有的激光光线L被聚光的聚光点F的铅垂方向的位置根据激光模块4的规格(激光光线L的波长和光波导44以及透镜45的形状等)是已知的。因此，控制装置50从初始高度起适当调整光源台3的高度，由此能够将照射距离D设定为希望的值。
在步骤S7中，控制装置50对电源7进行控制使得开始激光光线L的照射。
在步骤S8中，控制装置50将激光光线L向平坦集聚套件10的照射持续规定时间。规定时间例如是数十秒～数分钟的程度，由用户预先决定。微小物体伴随该光照射而集聚。
在步骤S9中，控制装置50对电源7进行控制使得停止激光光线L向平坦集聚套件10的照射。此外，控制装置50对照明装置9进行控制使得停止白色光WL向平坦集聚套件10的照射。由此，一系列的处理结束。
图12是用于说明单一照射模式下的微小物体的集聚机制的图。图12以及后述的图13用于更详细地说明步骤S8中包含的处理的内容。
参照图12，若开始激光光线L的照射，则由于激光光斑处的薄膜12的光发热效应，激光光斑附近被局部地加热。其结果是，激光光斑附近的样本S的分散介质沸腾而在激光光斑产生微泡MB。微泡MB随着时间的经过而生长。
越靠近激光光斑则分散介质的温度越高。也就是说，由于光照射而在分散介质中产生温度梯度。起因于该温度梯度，在分散介质中稳定地产生规则的热对流(浮力对流)。如标注参照符号HC所示，在单一照射时产生的热对流的方向是如下方向，即，一度朝向微泡MB，然后，远离微泡MB。
关于像这样产生热对流的理由，能够如下那样进行说明。存在于产生了微泡MB的区域的上方的分散介质由于加热而相对变得稀薄并由于浮力而上升。与此相伴，存在于微泡MB的水平方向的相对低温的分散介质朝向微泡MB流入。
微小物体搭乘热对流而朝向微泡MB被运送从而集聚在激光光斑附近。更详细地，在微泡MB与薄膜12之间，产生对流的流速几乎为零的区域(停滞区域)。搭乘热对流而被运送来的微小物体滞留在停滞区域从而被集聚。然后，若停止激光光线L的照射，则热对流变弱，并很快停止。
图13是用于说明多点照射模式下的微小物体的集聚机制的图。不过，在图13中为了避免纸面变得繁杂，仅图示了2条激光光线L。
参照图13，在多点照射模式下，在多个激光光斑各自的附近产生微泡MB。不过，根据光斑间隔，还存在相邻的微泡MB彼此在生长的过程中融合的情况。因此，在多点照射模式下，最大残留与激光光斑的数量相同数量的微泡MB。在多点照射模式下，也与单一照射模式同样地，微小物体通过热对流而被运送，滞留在各微泡MB的停滞区域从而被集聚。
根据本发明的发明人们所得到的见解，在多点照射模式下，朝向相邻的微泡MB的间隙而产生快的对流。由于该对流的影响，在产生于相邻的微泡MB之间的停滞区域集聚很多的微小物体。其结果是，在单一照射模式与多点照射模式之间使激光输出等光照射条件一致的情况下，多点照射模式下的微小物体的集聚量可能更多。
<光学仿真结果以及实测结果>
为了确认如利用图10所说明的那样在集聚系统100中单一照射和多点照射被切换的情况，在不设置平坦集聚套件10的条件下对照射距离D分配各种各样的数值，并实施了照度分布的光学仿真。此外，通过拍摄设备8拍摄了各照射距离D下的激光光斑的实际的样子。在以下所示的例子中，使照射距离D在0.2～1.2mm的范围内以0.1mm为刻度进行了变化。
图14～图24分别是示出照射距离D为0.2mm～1.2mm的情况下的光学仿真结果和激光光斑附近的实测结果的图。在各图中，在上部示出照度分布的光学仿真结果，在下部示出照度分布的实测结果。
若在图14～图24各自中对光学仿真结果和实测结果进行比较，则可知两者很好地一致。根据图14，确认出在照射距离D＝0.2mm的情况下实现了单一照射。此外，根据图15～图24，确认出在照射距离D＝0.3mm～1.2mm的情况下实现了多点照射。进而，还确认出随着照射距离D变长而光斑间隔变宽。
图25是示出激光光斑的附近的观察结果的图。如最下方的图像所示，照射距离D短且多个激光光线L被完全聚光的状态(单一照射模式)下的光斑直径为约140μm。这是与根据激光模块4的规格而算出的理论值一致的结果。
<微泡的产生>
接着，确认了针对蜂窝集聚套件20的单一照射模式以及多点照射模式下的微泡MB的产生方式。
图26是示出在向蜂窝集聚套件20的光照射时产生的微泡MB的观察结果的图。在图26所示的例子中，在照射距离D长时未产生微泡MB。但是，照射距离D逐渐变短，多个激光光线L被聚光某种程度的情况下，产生了小的多个微泡MB(多点照射模式)。照射距离D变得更短，多个激光光线L被完全聚光的情况下，产生了大的单一的微泡MB(单一照射模式)。
<细菌的集聚结果>
接下来，对单一照射模式以及多点照射模式各自下的细菌B的集聚结果进行说明。在单一照射模式下透射了蜂窝集聚套件20的激光的输出为180mW。在多点照射模式下透射了蜂窝集聚套件20的激光光线L的合计输出为180mW。此外，光照射时间均设为20秒钟。也就是说，在单一照射模式与多点照射模式之间统一了光照射条件。
在以下所示的例子中，利用细菌B的荧光染色对由于光照射而集聚的细菌B的死活进行了判定。在本实施方式中，作为荧光色素而使用了SYTO9(注册商标)和PI(PropidiumIodide，碘化丙啶)。SYTO9是具有膜透性的DNA染色试剂，不论在细菌的细胞膜(对于作为革兰氏阴性菌的绿脓杆菌是外膜)是否产生了损伤都对DNA进行染色。也就是说，SYTO9对存活的细菌(活菌)和死亡的细菌(死菌)双方进行染色。若对包含SYTO9的细菌照射SYTO9的激励波长的光，则发出绿色的荧光。另一方面，PI不具有膜透性。因此，仅在细胞膜产生了损伤的细菌(死菌)被PI染色。若从外部激励PI，则发出红色的荧光。另外，以下，将基于SYTO9的激励波长的荧光观察像也记载为“SYTO9图像”，将基于PI的激励波长的荧光观察像也记载为“PI图像”。
图27是示出单一照射模式下的蜂窝集聚套件20的观察结果的图。图28是示出多点照射模式下的蜂窝集聚套件20的观察结果的图。在图27以及图28中，从上方起依次示出了透射像、SYTO9图像以及PI图像。
首先，参照示出单一照射模式下的光照射结果的图27，在前述的光照射条件下，在透射像中观察到了蜂窝集聚套件20的烧焦。这意味着多个激光光线L被聚光于1点从而蜂窝集聚套件20的温度上升量大。在SYTO9图像中，在激光光斑的位置观察到了强的荧光。由此可知，很多的细菌B集聚到激光光斑的周围并捕捉到细孔24内。然而，PI图像中的荧光也与SYTO9图像中的荧光同样地强。这表示捕捉到细孔24内的很多细菌已死亡。
接着，参照示出多点照射模式下的光照射结果的图28，在多点照射下，在透射像中未观察到蜂窝集聚套件20的烧焦。在SYTO9图像中，在多个激光光斑的位置，与单一照射模式时同样地观察到了强的荧光。
另一方面，PI图像中的荧光比单一照射模式时弱。由此可知，捕捉到细孔24内的细菌的存活率高。这如以下那样给出理由。无论是单一照射模式还是多点照射模式，所投入的能量都相等。但是，与单一照射模式相比，在多点照射模式下，各激光光斑处的激光输出密度(单位：W/m2)变低。此外，通过激光光斑间的距离变大，从而可抑制向细孔24内的热传导。因此，各激光光斑处的蜂窝集聚套件20中的细孔24内的温度上升量变小。作为其结果，在多点照射模式下能够降低对细菌B的热损伤。
<集聚套件中的温度分布>
最后，对利用表面温度分布测定装置(thermography)测定了平坦集聚套件10以及蜂窝集聚套件20的表面温度的结果进行说明。
图29是示出向平坦集聚套件10的光照射所引起的温度上升量的测定结果的图。图30是示出向蜂窝集聚套件20的光照射所引起的温度上升量的测定结果的图。在图29以及图30中，作为比较例，在上部示出了照射了从一般的激光装置(未图示)发出的波长为975nm的单一的激光的情况下的测定结果。此外，在下部示出了在本实施方式中对激光模块4的照射距离D进行了设定使得产生单一照射的情况下的测定结果。在比较例以及本实施方式双方都将激光输出设定为相同的值(180mW)。
参照图29，在比较例以及本实施方式的任一者中平坦集聚套件10的最高温度都为70℃左右。但是，在本实施方式中，与比较例相比，产生温度上升的区域的面积窄了。
参照图30，关于向蜂窝集聚套件20的光照射，也与向平坦集聚套件10的光照射同样地，在比较例以及本实施方式中最高温度均为120℃左右，在比较例和本实施方式之间未产生大的差异。在本实施方式中，与比较例相比，激光输出相同，另一方面，光斑直径较大。因此，本实施方式与比较例相比，激光光斑处的激光输出密度低。即便如此，在蜂窝集聚套件20中，也观察到了在本实施方式中产生温度上升的区域的面积和在比较例中产生温度上升的区域的面积为相同程度。
如以上那样，在本实施方式中，使用具备作为VCSEL元件的面发光元件42、作为GI型的光纤的光波导44和作为平凸透镜的透镜45的激光模块4。根据上述结构，激光模块4被设计为将多个激光光线L聚光到同一聚光点F。因此，通过对照射距离D进行调整使得平坦集聚套件10的上表面US(薄膜12)位于与聚光点F相同的地方从而实现单一照射。此外，通过对照射距离D进行调整使得平坦集聚套件10的上表面US位于离开聚光点F的位置从而实现多点照射。
在单一照射模式和多点照射模式下，微泡MB以及热对流的产生方式不同(参照图12以及图13)，并且激光输出密度也不同。因此，当想要在一个微泡的周围集聚很多的微小物体的情况下，用户能够选择单一照射模式。或者，当想要在许多的微泡的周围将微小物体大面积地集聚于多个部位的情况下，以及/或者，当想要降低对微小物体的热损伤的情况下，用户能够选择多点照射模式。因此，根据本实施方式，用户能够选择分散在液体中的多个微小物体的集聚方式。
进而，在激光模块4中，面发光元件42、光波导44和透镜45被一体地形成。通过像这样将激光模块4封装化(模块化)，从而能够将集聚系统100小型化。此外，也可以有效利用该能够小型化的特征，将多个激光模块4排列为阵列状。通过在其上方设置多个平坦集聚套件10或者多个蜂窝集聚套件20排列为阵列状的微阵列，从而能够同时推进各集聚套件内的微小物体的集聚。其结果是，能够在更短时间集聚微小物体。
应当认为本次公开的实施方式在所有方面均为例示而不是限制性的。本公开的范围不是由上述的实施方式的说明示出而是由权利要求书示出，旨在包含与权利要求书均等的含义以及范围内的所有变更。
符号说明
1样本台，2样本供给装置，3光源台，4激光模块，41基板，411电极，42面发光元件，421光源，43接合构件，44光波导，441芯，442包层，45透镜，5冷却装置，6调整机构，7电源，8拍摄设备，9照明装置，50控制装置，10平板集聚套件，20蜂窝集聚套件，11、21基板，12、23薄膜，22蜂窝高分子膜，24细孔，25隔壁，100集聚系统。

Claims (7)

1.一种微小物体的集聚系统，对分散在液体中的多个微小物体进行集聚，其中，该微小物体的集聚系统具备：
保持装置，构成为对设置了光热变换区域的基板进行保持；
激光光源，包含多个发光区域，从所述多个发光区域分别发出多个激光光线；
聚光透镜，将所述多个激光光线聚光到同一聚光点；
调整机构，构成为对所述保持装置与所述聚光透镜之间的相对位置关系进行调整；以及
控制装置，对所述调整机构进行控制，
所述控制装置构成为能够进行单一照射模式和多点照射模式的切换，其中，所述单一照射模式和多点照射模式分别是将所述多个激光光线之中的至少一部分照射到所述光热变换区域的模式，
所述单一照射模式是对所述调整机构进行控制使得所述多个激光光线的所述聚光点与所述光热变换区域一致的模式，
所述多点照射模式是对所述调整机构进行控制使得所述多个激光光线之中的至少一部分通过所述光热变换区域而所述聚光点偏离所述光热变换区域的模式。
2.根据权利要求1所述的微小物体的集聚系统，其中，
在所述多点照射模式下，所述控制装置对所述调整机构进行控制来调整所述聚光透镜与所述光热变换区域之间的距离，由此设定照射到所述光热变换区域的所述多个激光光线间的间隔。
3.根据权利要求1或2所述的微小物体的集聚系统，其中，
所述激光光源是垂直共振面发光激光器。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的微小物体的集聚系统，其中，
所述聚光透镜包含渐变折射率型的光纤和平凸透镜，
所述光纤具有覆盖所述多个发光区域的一端和与所述平凸透镜的平面侧接合的另一端。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的微小物体的集聚系统，其中，
所述控制装置在所述光热变换区域上准备了所述液体的条件下选择了所述多点照射模式的情况下，对所述调整机构进行控制使得通过所述多个激光光线的照射而在所述光热变换区域上产生多个气泡以及朝向所述多个气泡的间隙的对流，由此在所述间隙集聚所述多个微小物体。
6.一种微小物体的集聚方法，对分散在液体中的多个微小物体进行集聚，其中，该微小物体的集聚方法具备：
在设置于基板的光热变换区域上准备所述液体的步骤；以及
调整将多个激光光线聚光到同一聚光点的聚光透镜与所述光热变换区域之间的相对位置关系的步骤，
所述调整的步骤包含选择性地设定第1状态和第2状态的步骤，
所述第1状态是调整了所述相对位置关系使得所述多个激光光线的所述聚光点与所述光热变换区域一致的状态，
所述第2状态是调整了所述相对位置关系使得所述多个激光光线之中的至少一部分通过所述光热变换区域而所述聚光点偏离所述光热变换区域的状态，
所述微小物体的集聚方法还具备：
在选择了所述第2状态的情况下，通过所述多个激光光线的照射而在所述光热变换区域上产生多个气泡以及朝向所述多个气泡的间隙的对流的步骤；以及
在所述间隙集聚所述多个微小物体的步骤。
7.根据权利要求6所述的微小物体的集聚方法，其中，
在所述基板形成有捕捉所述多个微小物体的多个细孔和各自将所述多个细孔之中的相邻的细孔间相互隔开的多个隔壁，
所述光热变换区域设置为覆盖所述多个细孔和所述多个隔壁之中的至少一部分。
CN202080030830.2A 2019-04-25 2020-04-22 微小物体的集聚系统以及微小物体的集聚方法 Active CN113727776B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019-084001 2019-04-25
JP2019084001 2019-04-25
PCT/JP2020/017348 WO2020218346A1 (ja) 2019-04-25 2020-04-22 微小物体の集積システムおよび微小物体の集積方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113727776A true CN113727776A (zh) 2021-11-30
CN113727776B CN113727776B (zh) 2023-07-11

Family

ID=72942502

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080030830.2A Active CN113727776B (zh) 2019-04-25 2020-04-22 微小物体的集聚系统以及微小物体的集聚方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US12007317B2 (zh)
JP (1) JP7264997B2 (zh)
CN (1) CN113727776B (zh)
WO (1) WO2020218346A1 (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7010361B2 (ja) * 2018-02-20 2022-01-26 株式会社村田製作所 発光モジュール
WO2020218346A1 (ja) * 2019-04-25 2020-10-29 公立大学法人大阪 微小物体の集積システムおよび微小物体の集積方法
CN117940208A (zh) * 2021-09-10 2024-04-26 公立大学法人大阪 微小物体的集聚方法以及集聚系统

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1393711A (zh) * 2001-06-29 2003-01-29 朗迅科技公司 具有会聚光束的微机电系统开关
CN1856721A (zh) * 2003-09-25 2006-11-01 康宁股份有限公司 带有多模尾纤的光纤透镜
US20070104417A1 (en) * 2004-02-20 2007-05-10 Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. Optically controlled optical-path-switching apparatus, and method of switching optical paths
CN101246241A (zh) * 2007-02-13 2008-08-20 柯尼卡美能达精密光学株式会社 光耦合用透镜以及光源
JP2009049030A (ja) * 2007-08-13 2009-03-05 Hitachi Computer Peripherals Co Ltd 半導体製造装置
WO2010001841A1 (ja) * 2008-07-01 2010-01-07 コニカミノルタホールディングス株式会社 Ｍｄｐ１による微生物を凝集および／または沈殿させる方法
CA2793840A1 (en) * 2012-10-02 2014-04-02 The Royal Institution For The Advancement Of Learning/Mcgill University Method and system for optical microscopy
GB201522165D0 (en) * 2015-12-16 2016-01-27 Inst Of Comm And Comp Systems Iccs Nat Technical University Of Athens Ntua And Zergioti Ioanna Method for activating click reactions through laser induced forward transfer of molecules
WO2018159706A1 (ja) * 2017-02-28 2018-09-07 公立大学法人大阪府立大学 微小物体の集積装置、および、それに用いられる集積容器ならびに微小物体の集積方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001284732A (ja) * 2000-03-31 2001-10-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 多波長レーザ発光装置、当該装置に用いられる半導体レーザアレイ素子及び当該半導体レーザアレイ素子の製造方法
EP1143584A3 (en) 2000-03-31 2003-04-23 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser array
JP2002219700A (ja) * 2001-01-22 2002-08-06 Japan Science & Technology Corp 微小物体のマニピュレーション方法とその装置
JP2008068222A (ja) * 2006-09-15 2008-03-27 Nano Processes Kenkyusho:Kk 光照射による微粒子集合体の作製方法
ATE456071T1 (de) 2007-02-13 2010-02-15 Konica Minolta Opto Inc Optische kopplungslinse und lichtquelle
JP2011062607A (ja) 2009-09-15 2011-03-31 Chuo Univ 環状のナノ粒子集合体およびその製造方法
JP6375578B2 (ja) * 2016-05-11 2018-08-22 公立大学法人大阪府立大学 微小物体の捕集装置および捕集キットならびに微小物体の捕集方法
WO2017213107A1 (ja) * 2016-06-07 2017-12-14 公立大学法人大阪府立大学 ナノカプセルの集積方法および集積装置
JP7021768B2 (ja) * 2017-09-19 2022-02-17 公立大学法人大阪 微小物の捕捉方法および微小物の捕捉装置
WO2020218346A1 (ja) * 2019-04-25 2020-10-29 公立大学法人大阪 微小物体の集積システムおよび微小物体の集積方法
WO2020218347A1 (ja) * 2019-04-25 2020-10-29 公立大学法人大阪 微小物体の集積方法および微小物体の集積システム
CN115485544A (zh) * 2020-05-08 2022-12-16 公立大学法人大阪 微小物体的检测装置、检测系统及检测方法
CN117940208A (zh) * 2021-09-10 2024-04-26 公立大学法人大阪 微小物体的集聚方法以及集聚系统

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1393711A (zh) * 2001-06-29 2003-01-29 朗迅科技公司 具有会聚光束的微机电系统开关
CN1856721A (zh) * 2003-09-25 2006-11-01 康宁股份有限公司 带有多模尾纤的光纤透镜
US20070104417A1 (en) * 2004-02-20 2007-05-10 Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd. Optically controlled optical-path-switching apparatus, and method of switching optical paths
CN101246241A (zh) * 2007-02-13 2008-08-20 柯尼卡美能达精密光学株式会社 光耦合用透镜以及光源
JP2009049030A (ja) * 2007-08-13 2009-03-05 Hitachi Computer Peripherals Co Ltd 半導体製造装置
WO2010001841A1 (ja) * 2008-07-01 2010-01-07 コニカミノルタホールディングス株式会社 Ｍｄｐ１による微生物を凝集および／または沈殿させる方法
CA2793840A1 (en) * 2012-10-02 2014-04-02 The Royal Institution For The Advancement Of Learning/Mcgill University Method and system for optical microscopy
GB201522165D0 (en) * 2015-12-16 2016-01-27 Inst Of Comm And Comp Systems Iccs Nat Technical University Of Athens Ntua And Zergioti Ioanna Method for activating click reactions through laser induced forward transfer of molecules
WO2018159706A1 (ja) * 2017-02-28 2018-09-07 公立大学法人大阪府立大学 微小物体の集積装置、および、それに用いられる集積容器ならびに微小物体の集積方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2020218346A1 (zh) 2020-10-29
JP7264997B2 (ja) 2023-04-25
US12007317B2 (en) 2024-06-11
CN113727776B (zh) 2023-07-11
US20220178798A1 (en) 2022-06-09
WO2020218346A1 (ja) 2020-10-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113766970B (zh) 微小物体的集聚方法以及微小物体的集聚系统
CN113727776B (zh) 微小物体的集聚系统以及微小物体的集聚方法
JP6375578B2 (ja) 微小物体の捕集装置および捕集キットならびに微小物体の捕集方法
JP6858409B2 (ja) 集積装置および集積方法、微小物体集積構造体の製造装置、微生物の集積除去装置、被検出物質の検出装置、被分離物質の分離装置、ならびに被導入物質の導入装置
JP7008984B2 (ja) 微小物体の集積装置、および、それに用いられる集積容器ならびに微小物体の集積方法
JP2023015028A (ja) 微小物体を撮像する装置、システム、及び方法
JP5059882B2 (ja) 光学流体顕微鏡装置
JP5243790B2 (ja) 光学流体顕微鏡装置
JP5086101B2 (ja) 細胞分類方法及び装置
JP5081854B2 (ja) 細胞分離装置、細胞分離システムおよび細胞分離方法
JP7383271B2 (ja) 微小物体の検出装置、検出システムおよび検出方法
JP2756397B2 (ja) 粒子操作方法及び装置、並びにこれを用いた測定装置
WO2023038087A1 (ja) 微小物体の集積方法および集積システム
WO2018207937A1 (ja) インピーダンス測定システムおよびインピーダンス測定方法ならびに被検出物質の検出システム
JP2013195208A (ja) 微小粒子測定装置
JPWO2017213107A1 (ja) ナノカプセルの集積方法および集積装置
CN104568850B (zh) 一种利用表面等离子芯片的计算芯片成像生物传感平台
JP6249049B2 (ja) 微小粒子測定装置
WO2023163096A1 (ja) 微小物体の濃縮方法、微小物体の濃縮キット、および、微小物体の濃縮システム
WO2022234830A1 (ja) 微小物体の集積方法、および、それを用いた微小物体の検出方法
JP6661947B2 (ja) 蛍光画像撮影装置及び蛍光画像撮影方法
CN104730038B (zh) 一种手持式高通量生物传感器
WO2022234849A1 (ja) 被検出物質の検出方法、検出キットおよび検出システム、ならびに、検出キットの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant