JP2006346583A - Apparatus and method for supplying droplets - Google Patents

Apparatus and method for supplying droplets Download PDF

Info

Publication number
JP2006346583A
JP2006346583A JP2005176354A JP2005176354A JP2006346583A JP 2006346583 A JP2006346583 A JP 2006346583A JP 2005176354 A JP2005176354 A JP 2005176354A JP 2005176354 A JP2005176354 A JP 2005176354A JP 2006346583 A JP2006346583 A JP 2006346583A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
droplet
solution
electrode
voltage
supply
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.)
Pending
Application number
JP2005176354A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Torii
徹 鳥居
Wan-Kyu Choi
完奎 崔
Lebrasseur Eric
ルブラッスル・エリック
Hiroki Yamazaki
浩樹 山崎
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.)
University of Tokyo NUC
Techno Medica Co Ltd
Original Assignee
University of Tokyo NUC
Techno Medica 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 University of Tokyo NUC, Techno Medica Co Ltd filed Critical University of Tokyo NUC
Priority to JP2005176354A priority Critical patent/JP2006346583A/en
Publication of JP2006346583A publication Critical patent/JP2006346583A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an apparatus and a method which enable the supply of microdroplets to an electrode in a simple and quantitatively excellent method by using an electrostatic power. <P>SOLUTION: The apparatus for supplying droplets according to the present invention comprises: a static electricity generating electrode; a droplet carrying portion that is electrically insulative, hydrophobic and disposed on the static electricity generating electrode, wherein the droplet carrying portion can hold an inactive solution, and droplets is supplied to a droplet electrostatic carrying unit that is configured to generate an electrostatic power in a transferring direction of a voltage by applying at least a positive voltage and a negative voltage to the electrode so as to transfer the voltage at a predetermined cycle time; a supply port capable of holding a solution to be supplied as droplets and supplying droplets in an inactive solution at the droplet carrying portion; a droplet supply means for grounding or negatively electrifying the droplets to be supplied, wherein a solution at the supply port that is grounded or negatively electrified is configured to be affected by the electrostatic power in the droplet electrostatic carrying unit to supply from the droplet supply means a sufficient amount of solution so that the solution leaves from the supply port to be droplets. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、静電気力を利用して微小液滴を生成して供給する装置及び方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and a method for generating and supplying microdroplets using electrostatic force.

生物学や医学の見地からタンパク質の構造や機能を知るためにタンパク質の構造解析の研究が盛んに行われている。
タンパク質の三次元構造を解析するための最も一般的な手法はX線構造解析法であるが、そのためには、タンパク質の良質な単結晶が必要になる。
このためタンパク質の構造解析のためには、タンパク質の結晶化が不可欠である。タンパク質の結晶は、タンパク質の結晶化のために必要な試薬とタンパク質溶液とを適当な濃度で混合し、混合した溶液を適用な環境下に置くことで析出して成長する。しかしながら、結晶化条件が確認できているタンパク質は非常に少なく、このため、結晶化条件が確認できていないタンパク質の場合には、試薬の種類、試薬濃度及び温度条件等を試行錯誤的に変化させ、数千種類を超える結晶化条件をスクリーニングすることにより、タンパク質の結晶化条件を確認する必要がある。そのため、試薬やタンパク質を微少量で分注する装置の開発が急務となっている。
この出願の発明者は、既に、静電気による微小液滴生成法を、WO2002−068104(特許文献1)を提案している。
In order to know the structure and function of proteins from the viewpoint of biology and medicine, research on protein structure analysis is being actively conducted.
The most common method for analyzing the three-dimensional structure of a protein is an X-ray structure analysis method. For this purpose, a high-quality single crystal of protein is required.
For this reason, protein crystallization is indispensable for protein structural analysis. Protein crystals are precipitated and grown by mixing a reagent necessary for protein crystallization and a protein solution at an appropriate concentration, and placing the mixed solution in an appropriate environment. However, very few proteins have been confirmed for crystallization conditions. Therefore, in the case of proteins for which crystallization conditions have not been confirmed, the type of reagent, reagent concentration, temperature conditions, etc. can be changed by trial and error. It is necessary to confirm the crystallization conditions of the protein by screening crystallization conditions exceeding several thousand kinds. Therefore, there is an urgent need to develop a device that dispenses reagents and proteins in minute amounts.
The inventor of this application has already proposed WO2002-068104 (Patent Document 1) as a method for generating microdroplets by static electricity.

WO2002−068104WO2002-068104

しかし、上記した特許文献において発明者が提案した微小液滴生成方法は、チップの内部にマイクロチャネルを形成し、このマイクロチャネルを用いて液滴を発生させる方法であり、シリンジ等のディスペンサーから直接電極上へ液滴を供給する方法については何も言及してない。
発明者等は、上記した微小液滴生成方法の提案後も、タンパク質の結晶化について鋭意研究を重ね、静電気力を利用して液滴を供給する方法及び装置を発明するに至った。
本発明の目的は、静電気力を利用して微小な液滴を簡便にかつ定量性にすぐれた方法で電極に供給することができる装置及び方法を提供することにある。
However, the microdroplet generation method proposed by the inventor in the above-mentioned patent document is a method in which a microchannel is formed inside a chip and a droplet is generated using the microchannel, and directly from a dispenser such as a syringe. No mention is made of a method for supplying droplets onto the electrodes.
The inventors have conducted intensive research on protein crystallization even after the proposal of the above-described microdroplet generation method, and have invented a method and apparatus for supplying droplets using electrostatic force.
An object of the present invention is to provide an apparatus and a method capable of supplying minute droplets to an electrode in a simple and excellent method using electrostatic force.

上記した目的を達成するために、本発明に係る液滴供給装置は、静電気発生電極と、前記静電気発生電極上に設けられた電気絶縁疎水性の液滴搬送部とを備え、前記液滴搬送部が不活性溶液を収容可能であり、前記電極に少なくとも正及び負の電圧を、所定のサイクル時間で電圧が移動するように印加して電圧の移動方向に静電気力を発生させるように構成された液滴静電搬送装置に液滴を供給する液滴供給装置であって、液滴として供給すべき溶液を収容し、前記液滴搬送部における不活性溶液中に液滴を供給し得る供給口を備え、供給すべき液滴を接地又はマイナスに帯電させる液滴供給手段を有し、供給口の接地又はマイナスによって帯電された溶液が液滴静電搬送装置における静電気力の影響を受けて供給口から離れて液滴となるのに十分な量の溶液を前記液滴供給手段から供給するように構成したことを特徴とする。
また、本発明に係る液滴供給方法は、静電気発生電極と、前記静電気発生電極上に設けられた電気絶縁疎水性の液滴搬送部とを備え、前記液滴搬送部が不活性溶液を収容可能であり、前記電極に少なくとも正及び負の電圧を、所定のサイクル時間で電圧が移動するように印加して電圧の移動方向に静電気力を発生させるように構成された液滴静電搬送装置に液滴を供給する液滴供給方法であって、液滴として供給すべき溶液を収容し、前記液滴搬送部における不活性溶液中に液滴を供給し得る供給口を備え、供給すべき液滴を接地又はマイナスに帯電させる液滴供給手段によって、供給口の接地又はマイナスによって帯電された溶液が液滴静電搬送装置における静電気力の影響を受けて供給口から離れて液滴となるのに十分な量の溶液を供給することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a droplet supply device according to the present invention includes a static electricity generation electrode and an electrically insulating hydrophobic droplet conveyance portion provided on the static electricity generation electrode, and the droplet conveyance device. The unit is capable of containing an inert solution, and is configured to apply at least positive and negative voltages to the electrode so that the voltage moves in a predetermined cycle time to generate an electrostatic force in the voltage movement direction. A droplet supply device for supplying droplets to a droplet electrostatic transport device, which stores a solution to be supplied as droplets and can supply the droplets into an inert solution in the droplet transport unit It has a droplet supply means that has a mouth and charges the droplet to be supplied to the ground or minus, and the solution charged by the ground or minus of the supply port is affected by the electrostatic force in the droplet electrostatic transfer device It becomes a droplet away from the supply port. A sufficient amount of solution, characterized by being configured to supply from the droplet supplying means.
The droplet supply method according to the present invention includes a static electricity generating electrode and an electrically insulating hydrophobic droplet transport section provided on the static electricity generation electrode, and the droplet transport section contains an inert solution. A droplet electrostatic transfer device configured to apply at least positive and negative voltages to the electrodes so that the voltage moves in a predetermined cycle time and generate an electrostatic force in the direction of voltage movement. A droplet supply method for supplying droplets to a container, which contains a solution to be supplied as droplets and includes a supply port that can supply droplets into an inert solution in the droplet transport unit By the droplet supply means for charging the droplet to the ground or minus, the solution charged by the ground or minus of the supply port is affected by the electrostatic force in the droplet electrostatic transfer device and becomes a droplet away from the supply port. Supply a sufficient amount of solution And wherein the Rukoto.

本発明に係る液滴供給装置は、静電気発生電極と、前記静電気発生電極上に設けられた電気絶縁疎水性の液滴搬送部とを備え、前記液滴搬送部が不活性溶液を収容可能であり、前記電極に少なくとも正及び負の電圧を、所定のサイクル時間で電圧が移動するように印加して電圧の移動方向に静電気力を発生させるように構成された液滴静電搬送装置に液滴を供給する液滴供給装置であって、液滴として供給すべき溶液を収容し、前記液滴搬送部における不活性溶液中に液滴を供給し得る供給口を備え、供給すべき液滴を接地又はマイナスに帯電させる液滴供給手段を有し、供給口の接地又はマイナスによって帯電された溶液が液滴静電搬送装置における静電気力の影響を受けて供給口から離れて液滴となるのに十分な量の溶液を前記液滴供給手段から供給するように構成されているので、液滴静電搬送装置に外部から微小な液滴を供給することが可能になる。
このように外部から微小な液滴を供給することを可能にすることにより、液滴静電搬送装置内に、マイクロチャネル等を形成する必要がなくなり、単に、液滴静電搬送装置上に液滴供給装置を配置するだけで微小液滴の供給が可能になるので、液滴静電搬送装置の構造を簡単化することが可能になり、より、安価に、かつ、簡単に、タンパク質の結晶化のスクリーニングを行うことが可能になる。
A droplet supply device according to the present invention includes a static electricity generating electrode and an electrically insulating hydrophobic droplet transport section provided on the static electricity generation electrode, and the droplet transport section can contain an inert solution. A liquid droplet transfer device configured to apply at least positive and negative voltages to the electrodes so that the voltage moves in a predetermined cycle time to generate an electrostatic force in the voltage movement direction. A droplet supply device for supplying droplets, comprising a supply port that stores a solution to be supplied as droplets and can supply the droplets into an inert solution in the droplet transport unit, and to be supplied Has a droplet supply means for charging the surface to the ground or minus, and the solution charged by the ground or minus of the supply port is affected by the electrostatic force in the droplet electrostatic transfer device to be separated from the supply port into a droplet. A sufficient amount of solution to supply the droplets Is configured so as to supply from the stage, it is possible to supply fine droplets from the outside into the droplet electrostatic conveyance device.
By making it possible to supply minute droplets from the outside in this way, there is no need to form a microchannel or the like in the droplet electrostatic conveyance device, and the liquid droplets are simply placed on the electrostatic droplet conveyance device. Since it is possible to supply micro droplets simply by installing a droplet supply device, it is possible to simplify the structure of the electrostatic droplet transfer device, and to make protein crystals cheaper and easier. It becomes possible to perform screening.

以下、添付図面に示した一実施例を参照して、本発明に係る液滴供給装置及び方法の実施の形態を説明していく。   Embodiments of a droplet supply apparatus and method according to the present invention will be described below with reference to an embodiment shown in the accompanying drawings.

図1は、本発明に係る液滴供給装置及び方法を適用した静電搬送によるタンパク質結晶化処理装置(以下、単に結晶化前処理装置と称する。)の第一実施例の概略ブロック図である。
図面に示すように、このタンパク質結晶化処理装置は、
試薬及びタンパク質溶液の液体微粒子を供給する液体微粒子供給部1、
液体微粒子供給部1から供給された試薬及びタンパク質溶液を混合して保管プレート上に保持する溶液処理部10と、
サンプル微粒子が保持された保管プレートを保管する保管部20と、
前記保管部20に保管された保管プレート上のサンプル微粒子におけるタンパク質の結晶化成長を定期的に監視する結晶化成長監視部30と、
保管プレートを溶液処理部10から保管部20へ移送すると共に、必要に応じて、保管部20から結晶化成長監視部30へ、また、結晶化成長監視部30から保管部20へ保管プレートを移送する移送手段40と
を有する。
FIG. 1 is a schematic block diagram of a first embodiment of a protein crystallization treatment apparatus (hereinafter simply referred to as a pre-crystallization treatment apparatus) by electrostatic conveyance to which a droplet supply apparatus and method according to the present invention are applied. .
As shown in the drawing, this protein crystallization treatment apparatus is
Liquid fine particle supply unit 1 for supplying liquid fine particles of a reagent and a protein solution;
A solution processing unit 10 that mixes the reagent and protein solution supplied from the liquid microparticle supply unit 1 and holds them on a storage plate;
A storage unit 20 for storing a storage plate holding the sample particulates;
A crystallization growth monitoring unit 30 for periodically monitoring crystallization growth of proteins in the sample fine particles on the storage plate stored in the storage unit 20;
The storage plate is transferred from the solution processing unit 10 to the storage unit 20 and, if necessary, the storage plate is transferred from the storage unit 20 to the crystallization growth monitoring unit 30 and from the crystallization growth monitoring unit 30 to the storage unit 20. And transfer means 40.

(溶液処理部の説明)
始めに、溶液処理部10について説明する。
図2は溶液処理部10の回路構成を示す概略図であり、図3は溶液処理部10の図2におけるA−A断面に相当する概略断面図である。
溶液処理部10は、基板11上に複数の静電気発生用の電極線を配置した回路部13と、回路部13に着脱可能に構成された液滴搬送部15とを有する。
前記回路部11は、図2に示すように、
18本の電極線を同芯状に90度の扇型に配置した第1電極郡13aと、
第1電極郡13aにおける中心に位置する電極線と平行に配置された26本の電極線から成る第2電極郡13bと、
第2電極郡13bに隣接するように配置され、第2電極郡13bの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された5本の電極線から成る第3電極郡13cと、
第3電極郡13cに隣接するように配置され、第3電極郡13cの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された26本の電極線から成る第4電極郡13dと、
第4電極郡13dに隣接するように配置され、第4電極郡13dの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された5本の電極線から成る第5電極郡13eと、
第5電極郡13eに隣接するように配置され、第5電極郡13eの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された26本の電極線から成る第6電極郡13fと、
第6電極郡13fに隣接するように配置され、第6電極郡13fの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された5本の電極線から成る第7電極郡13gと、
第7電極郡13gに隣接するように配置され、第7電極郡13gの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された26本の電極線から成る第8電極郡13hと、
第8電極郡13hに隣接するように配置され、第8電極郡13hの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された5本の電極線から成る第9電極郡13iと、
第9電極郡13iに隣接するように配置され、第9電極郡13iの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された26本の電極線から成る第10電極郡13jと、
第10電極郡13jに隣接するように配置され、第10電極郡13jの各電極線の向きと直交する向きに平行に配置された5本の電極線から成る第11電極郡13kと
を有する。
溶液処理部10は、各電極郡13a〜13kの電極線の電圧を制御する一つ又は複数の制御装置(図示せず)を有する。
液滴搬送部15は、図3に示すように、電気絶縁性材料から成る基部16を備えている。この基部16は、回路部13に着脱可能に構成された下側部分16aと、化学的に不活性な溶液(例えば、油)を収容する上側部分16bとから成る。尚、図3は液滴搬送部15が回路部13に取り付けられている状態を、図4は液滴搬送部を回路部13から取り外した状態を各々示している。
上側部分16bの内部の底面には親水性膜17が形成されており、この親水性膜7の上面にはさらに疎水性膜8が形成されている。
前記疎水性膜8における第4電極郡13d、第6電極郡13f、第8電極郡13h及び第10電極郡13jに対応する位置には、複数の親水化スポット19が形成されている。
これらの親水化スポット19は、例えば、親水性膜17上に疎水性膜18を堆積させる前に、予めレジストを所定のパターンで形成しておき、疎水性膜18を堆積させた後に、レジスト部分を除去して親水性膜17を部分的に露出させることにより形成される。
また、基部16の上側部分16bの上壁における第1電極郡13aに対応する位置には、液体微粒子供給部1からの液体微粒子を導入するための開口16cが必要数設けられている(この実施例では2つ)。
図5は、回路部13の電極郡と、液滴搬送部15の親水化スポット19及び開口16cとの位置関係を示す図である。
上記したように構成された液滴搬送部15は、サンプル液滴の生成時には回路部13に取り付けて使用され、必要数のサンプル液滴が生成保持された後は、回路部13から取り外されて、保管プレートとして使用される。
(Description of solution processing unit)
First, the solution processing unit 10 will be described.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a circuit configuration of the solution processing unit 10, and FIG. 3 is a schematic cross-sectional view corresponding to the AA cross section in FIG. 2 of the solution processing unit 10.
The solution processing unit 10 includes a circuit unit 13 in which a plurality of electrode lines for generating static electricity are arranged on a substrate 11, and a droplet transport unit 15 configured to be detachable from the circuit unit 13.
As shown in FIG.
A first electrode group 13a in which 18 electrode wires are concentrically arranged in a fan shape of 90 degrees;
A second electrode group 13b composed of 26 electrode lines arranged in parallel with the electrode line located in the center of the first electrode group 13a;
A third electrode group 13c composed of five electrode lines arranged adjacent to the second electrode group 13b and arranged in parallel to the direction orthogonal to the direction of each electrode line of the second electrode group 13b;
A fourth electrode group 13d composed of 26 electrode lines arranged adjacent to the third electrode group 13c and arranged in parallel to the direction orthogonal to the direction of each electrode line of the third electrode group 13c;
A fifth electrode group 13e composed of five electrode lines arranged adjacent to the fourth electrode group 13d and arranged in parallel to a direction orthogonal to the direction of each electrode line of the fourth electrode group 13d;
A sixth electrode group 13f composed of 26 electrode lines arranged adjacent to the fifth electrode group 13e and arranged in parallel to a direction orthogonal to the direction of each electrode line of the fifth electrode group 13e;
A seventh electrode group 13g consisting of five electrode lines arranged adjacent to the sixth electrode group 13f and arranged parallel to the direction orthogonal to the direction of each electrode line of the sixth electrode group 13f;
An eighth electrode group 13h composed of 26 electrode lines arranged adjacent to the seventh electrode group 13g and arranged parallel to the direction orthogonal to the direction of each electrode line of the seventh electrode group 13g;
A ninth electrode group 13i composed of five electrode lines arranged adjacent to the eighth electrode group 13h and arranged parallel to the direction orthogonal to the direction of each electrode line of the eighth electrode group 13h;
A tenth electrode group 13j composed of 26 electrode lines arranged adjacent to the ninth electrode group 13i and arranged parallel to the direction orthogonal to the direction of each electrode line of the ninth electrode group 13i;
An eleventh electrode group 13k composed of five electrode lines arranged adjacent to the tenth electrode group 13j and parallel to the direction orthogonal to the direction of each electrode line of the tenth electrode group 13j.
The solution processing unit 10 includes one or more control devices (not shown) that control the voltage of the electrode lines of the electrode groups 13a to 13k.
As shown in FIG. 3, the droplet transport unit 15 includes a base 16 made of an electrically insulating material. The base portion 16 includes a lower portion 16a configured to be detachable from the circuit portion 13, and an upper portion 16b that accommodates a chemically inert solution (for example, oil). 3 shows a state in which the droplet transport unit 15 is attached to the circuit unit 13, and FIG. 4 shows a state in which the droplet transport unit is removed from the circuit unit 13.
A hydrophilic film 17 is formed on the bottom surface inside the upper portion 16 b, and a hydrophobic film 8 is further formed on the upper surface of the hydrophilic film 7.
A plurality of hydrophilized spots 19 are formed at positions corresponding to the fourth electrode group 13d, the sixth electrode group 13f, the eighth electrode group 13h, and the tenth electrode group 13j in the hydrophobic film 8.
These hydrophilization spots 19 are formed by, for example, forming a resist in a predetermined pattern in advance before depositing the hydrophobic film 18 on the hydrophilic film 17, and then depositing the hydrophobic film 18 on the resist portion. And the hydrophilic film 17 is partially exposed.
In addition, a necessary number of openings 16c for introducing liquid particles from the liquid particle supply unit 1 are provided at positions corresponding to the first electrode groups 13a on the upper wall of the upper portion 16b of the base 16 (this implementation). Two in the example).
FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between the electrode group of the circuit unit 13 and the hydrophilization spot 19 and the opening 16 c of the droplet transport unit 15.
The droplet transport unit 15 configured as described above is used by being attached to the circuit unit 13 when generating sample droplets, and is removed from the circuit unit 13 after a necessary number of sample droplets are generated and held. Used as a storage plate.

ここで、上記したように複数の電極線に電圧を印加して液滴を移動させる原理について説明する。
始めに、同方向に並べられた電極線に印加する電圧と液滴の移動との関係について図6を参照しながら説明する。これは、各電極郡内において液滴の移動させる時の原理である。
電極線には、図6(a)〜(d)に示すように、適当なサイクル時間で電極線を一本づつ移動するように6相の電圧(+++―――)が順次印加される。電圧を移動する方向が液滴の進行方向になる(尚、電圧の印加パターンは本実施例に限定されるものではない。)
上記したように、適当なサイクル時間で6相の電圧(+++―――)が移動している電極線上に液滴が載ると、マイナスに帯電している液滴は、負の電圧が印加されている電極とは反発し、正の電圧が印加されている電極には引き寄せられるため、電圧が移動する方向に移動することになる。そして、電圧を移動を止めると、液滴はその位置で止まる。
各電極郡内においては、上記した原理で液滴は移動する。
次に、異なる方向に並べられた電極線に印加する電圧と液滴の移動との関係を図7(a)及び(b)を参照して説明する。これは、電極線の方向が異なる電極郡間で液滴を移動させる原理である。
図7において、電極郡Aと電極郡Bとは、その電極線の方向が異なっている。図7(a)においては、電極郡Aには、6相の電圧(+++―――)が印加されているが、電極郡A内において電圧の移動がないため液滴は、正の電圧が印加された電極と負の電圧が印加された電圧との間で停止している。
そして、図7(a)に示す状態から、図7(b)に示すように、電極郡Aの全電極線に負の電圧を印加し、電極郡Bにおける電極郡Aと隣接している電極線(全ての電極線でもよい)に正の電圧を印加することにより、マイナスに帯電している液滴は、電極部Aの電極線とは反発し、電極部Bの電極線には引き寄せられるため電極部Aから電極部Bに移り変わる。
電極線の方向が異なる電極部間においては、上記した原理で液滴は移動する。
Here, the principle of moving a droplet by applying a voltage to a plurality of electrode lines as described above will be described.
First, the relationship between the voltage applied to the electrode lines arranged in the same direction and the movement of the droplet will be described with reference to FIG. This is the principle when droplets are moved within each electrode group.
As shown in FIGS. 6A to 6D, six-phase voltages (++++) are sequentially applied to the electrode lines so that the electrode lines are moved one by one in an appropriate cycle time. The direction in which the voltage is moved is the traveling direction of the droplet (note that the voltage application pattern is not limited to this embodiment).
As described above, when a droplet is placed on an electrode line in which a six-phase voltage (++++) is moving in an appropriate cycle time, a negative voltage is applied to the negatively charged droplet. The electrode repels and is attracted to the electrode to which a positive voltage is applied, so that the voltage moves in the moving direction. When the voltage stops moving, the droplet stops at that position.
Within each electrode group, the droplet moves on the principle described above.
Next, the relationship between the voltage applied to the electrode lines arranged in different directions and the movement of the droplet will be described with reference to FIGS. 7 (a) and 7 (b). This is the principle of moving a droplet between electrode groups having different electrode line directions.
In FIG. 7, the electrode group A and the electrode group B have different electrode line directions. In FIG. 7A, a six-phase voltage (++++) is applied to the electrode group A. However, since there is no voltage movement in the electrode group A, the droplet has a positive voltage. There is a stop between the applied electrode and the negative voltage applied.
Then, from the state shown in FIG. 7A, as shown in FIG. 7B, a negative voltage is applied to all electrode lines of the electrode group A, and the electrode adjacent to the electrode group A in the electrode group B By applying a positive voltage to a line (or all electrode lines), a negatively charged droplet repels the electrode line of the electrode part A and is attracted to the electrode line of the electrode part B. Therefore, the electrode part A changes to the electrode part B.
The droplet moves between the electrode portions having different electrode line directions on the principle described above.

次に、溶液処理部10の作用について図8〜図15を参照して説明する。
尚、図8〜図15においては、便宜上、正の電圧が印加されている電極線を実線で、負の電圧が印加されている電極を点線で表す。
始めに、液滴搬送部15における基部16の上側部分16bの開口16cを介して不活性溶液内の第1電極郡13aに対応する位置に、液滴供給部1からタンパク質溶液の液滴a1と結晶化のために必要な試薬の液滴a2とが供給される(図8)。
この時、第1電極郡13a及び第2電極郡13bの電極線には、前記要領で6相の電圧(+++―――)が適当なサイクル時間で移動するように順次印加されている。このため、不活性溶液内に供給されたマイナスに帯電している液滴a1及びa2は、前記要領で電圧の移動方向に(すなわち、第1電極郡13aの中心に位置する電極線に向けて)移動し(図8の矢印参照)、最終的に第1電極郡13aの中心において衝突して合体し、サンプル液滴a3となる(図9参照)。
ところで、第2電極郡13bにおける電極線にも6相の電圧(+++―――)が適当なサイクル時間で移動するように順次印加されているため合体したサンプル液滴a3は、第2電極郡13b上を移動する(図10参照)。
上記した処理を4回繰り返し、第2電極郡13b上に、適当な間隔(この間隔は、液滴の供給間隔により調整可能である)で、4つのサンプル液滴a3が載ったところで、第2電極郡13bに印加する電圧の移動を止めると、4つのサンプル液滴a3が第2電極郡13b上に電圧により保持される(図11参照)。
上記した状態で、第2電極郡13bの電極線に印加する電圧を全て負にし、同時に、第3電極郡13cの電極線に印加する電圧を全て正にすると、前述の原理で、第2電極郡13b上に保持されていたサンプル液滴a3が、第3電極郡13cに移り変わる(図12参照)。
次いで、第3電極郡13bの電極線に4相(++――)の電圧を移動させながら印加することにより、サンプル液滴a3を、第3電極郡13b上で移動させ、第3電極群13dの最後の電極線にサンプル液滴a3が到達した後、第3電極群13dの電極線に印加する電圧を負にし、第4電極群13eの電極線に印加する電圧を正にすることで、サンプル液滴a3を第3電極群13dから第4電極群13eに移し変える(図13参照)。
前記の要領で、第4電極郡13dから第5電極郡13eへ、第5電極群13eから第6電極群13fへ、第6電極群13fから第7電極群13gへ、第7電極群13gから第8電極群13hへ、第8電極群13hから第9電極群13iへ、最後に第9電極群13iから第10電極群13jへ移動させ、サンプル液滴a3を第10電極郡13jの上に到達させる(図14参照)。
サンプル液滴a3を第10電極郡13jまで移動させたら、次に、第10電極郡13jにおける電極線に、6相(+++―――)の電圧を、図面上下方に移動させながら印加する。これにより、第10電極郡13j上でサンプル液滴a3は図面上下方に移動するが、前述のように液敵搬送部15における第10電極郡13jに対応する位置には、3つの親水化スポット19が形成されているため、サンプル液滴a3は、最終的に親水化スポット19に到達することになる(図15参照)。親水化スポット19は、親水性膜が露出しているため、サンプル液滴a3は、親水化スポットに到達した時に、露出された親水性膜に接触する。サンプル液滴は、親水性膜に接触すると、その球状形状が崩れるため電極線に印加した電圧の作用ではそれ以上移動しなくなり、結果的に、親水化スポット上で保持される。したがって、一度、親水化スポット上で保持されると電極線に電圧を印加しなくてもサンプル液滴a3は移動しない。
図16は、サンプル液滴が親水化スポットに保持される状態を概念的に示す図である。
以上説明した処理を、必要回数連続して繰り返して親水化スポット上に必要数のサンプル液滴a3を保持させた状態を図17に示す。
前記したように、一度、親水化スポット上で保持されると電極に電圧を印加しなくてもサンプル液滴a3は動かないので、この状態で、液滴搬送部15は、回路部13から取り外され(図4参照)、保管プレート15として、移送手段40により保管部20へ運ばれる。
尚、上記した実施例では、ある電極群から、その電極群の電極線と電極線の方向が異なる他の電極群へ液滴を移動させる時に、乗せかえ前の電極群の全ての電極線に正の電圧を印加すると共に、乗せかえ後の電極群の全ての電極線に負の電圧を印加しているが、これは本実施例に限定されることなく、乗せかえ前の電極群と乗せかえ後の電極群に逆相の電圧を印加すればよい。
Next, the operation of the solution processing unit 10 will be described with reference to FIGS.
8 to 15, for convenience, an electrode line to which a positive voltage is applied is represented by a solid line, and an electrode to which a negative voltage is applied is represented by a dotted line.
First, the droplet a1 of the protein solution is supplied from the droplet supply unit 1 to a position corresponding to the first electrode group 13a in the inert solution through the opening 16c of the upper portion 16b of the base 16 in the droplet transporting unit 15. A reagent droplet a2 necessary for crystallization is supplied (FIG. 8).
At this time, six-phase voltages (++++) are sequentially applied to the electrode lines of the first electrode group 13a and the second electrode group 13b so as to move in an appropriate cycle time as described above. For this reason, the negatively charged droplets a1 and a2 supplied in the inert solution are moved in the direction of voltage in the above-described manner (that is, toward the electrode line located at the center of the first electrode group 13a). ) (Refer to the arrow in FIG. 8), and finally collide at the center of the first electrode group 13a to be combined into a sample droplet a3 (see FIG. 9).
By the way, since the six-phase voltage (++++) is sequentially applied to the electrode lines in the second electrode group 13b so as to move in an appropriate cycle time, the combined sample droplet a3 is the second electrode group. 13b (see FIG. 10).
The above process is repeated four times, and when the four sample droplets a3 are placed on the second electrode group 13b at an appropriate interval (this interval can be adjusted by the droplet supply interval), When the movement of the voltage applied to the electrode group 13b is stopped, the four sample droplets a3 are held by the voltage on the second electrode group 13b (see FIG. 11).
In the above-described state, if all the voltages applied to the electrode lines of the second electrode group 13b are made negative and at the same time, all the voltages applied to the electrode lines of the third electrode group 13c are made positive, The sample droplet a3 held on the group 13b is transferred to the third electrode group 13c (see FIG. 12).
Next, by applying a four-phase (++-) voltage to the electrode line of the third electrode group 13b while moving, the sample droplet a3 is moved on the third electrode group 13b, and the third electrode group 13d. After the sample droplet a3 reaches the last electrode line, the voltage applied to the electrode line of the third electrode group 13d is made negative, and the voltage applied to the electrode line of the fourth electrode group 13e is made positive, The sample droplet a3 is transferred from the third electrode group 13d to the fourth electrode group 13e (see FIG. 13).
In the manner described above, from the fourth electrode group 13d to the fifth electrode group 13e, from the fifth electrode group 13e to the sixth electrode group 13f, from the sixth electrode group 13f to the seventh electrode group 13g, from the seventh electrode group 13g. Move to the 8th electrode group 13h, move from the 8th electrode group 13h to the 9th electrode group 13i, and finally move from the 9th electrode group 13i to the 10th electrode group 13j, and drop the sample droplet a3 on the 10th electrode group 13j (See FIG. 14).
After the sample droplet a3 is moved to the tenth electrode group 13j, next, a six-phase (++++) voltage is applied to the electrode lines in the tenth electrode group 13j while moving downward in the drawing. As a result, the sample droplet a3 moves downward in the drawing on the tenth electrode group 13j, but as described above, at the position corresponding to the tenth electrode group 13j in the liquid enemy transport unit 15, there are three hydrophilization spots. Since 19 is formed, the sample droplet a3 finally reaches the hydrophilization spot 19 (see FIG. 15). Since the hydrophilic film 19 is exposed in the hydrophilic spot 19, the sample droplet a3 comes into contact with the exposed hydrophilic film when it reaches the hydrophilic spot. When the sample droplet comes into contact with the hydrophilic film, its spherical shape collapses, so that the sample droplet does not move any more by the action of the voltage applied to the electrode wire, and as a result, is held on the hydrophilic spot. Therefore, once held on the hydrophilic spot, the sample droplet a3 does not move even if no voltage is applied to the electrode wire.
FIG. 16 is a diagram conceptually illustrating a state in which the sample droplet is held in the hydrophilization spot.
FIG. 17 shows a state in which the necessary number of sample liquid droplets a3 are held on the hydrophilization spot by repeating the above-described process continuously the required number of times.
As described above, once held on the hydrophilization spot, the sample droplet a3 does not move even if no voltage is applied to the electrode. In this state, the droplet transport unit 15 is removed from the circuit unit 13. As shown in FIG. 4, the storage plate 15 is carried to the storage unit 20 by the transfer means 40.
In the above-described embodiment, when a droplet is moved from one electrode group to another electrode group in which the direction of the electrode line is different from that of the electrode group, all the electrode lines of the electrode group before the change are transferred. While a positive voltage is applied and a negative voltage is applied to all electrode lines of the electrode group after replacement, this is not limited to the present embodiment, and this is not limited to this example. A reversed-phase voltage may be applied to the electrode group after replacement.

保管部20は、一つ又は複数の保管プレート15を、結晶化に適した温度及び湿度で保管するように構成されている。   The storage unit 20 is configured to store one or a plurality of storage plates 15 at a temperature and humidity suitable for crystallization.

ここで、上記したように構成された溶液処理部10に、液滴を供給する液滴供給部1の構成について図18を参照しながら説明する。
液滴供給部1は、
タンパク質溶液を収容するシリンジ2と、
シリンジ2を駆動するためのモータ3と、
前記モータ3を制御する制御装置4と
を有する。
尚、この実施例では、溶液処理部10にタンパク質溶液の液滴と試薬の液滴とを供給するため、液滴供給部1は、シリンジ及びモータを2つ備えているが、シリンジ及びモータの構成は同一なので、ここでは、一方のシリンジ及びモータの構成のみを説明する。
シリンジ2の針2aは、接地若しくは負の電圧が印加されている。また、シリンジ2の針2aは、液体搬送部15の上側部分16bの上壁に設けられた開口16cを介して不活性溶液内に挿入され、針先の溶液(タンパク質溶液及び試薬)が、第1電極郡13aの移動する電圧の影響を受けるのに十分な距離まで、第1電極郡13aに近づけられる。
一方、モータ3は、溶液が自重で滴下されることはないが、第1電極郡13aの移動する電圧の影響を受けて針先から離れるのに十分な量のタンパク質溶液及び試薬を供給するようシリンジ2に圧力を加えるように制御装置4で作動される。
この状態において、シリンジ2の針2aにおける溶液(タンパク質溶液及び試薬)は、接地又はマイナスに帯電しているため、前記要領で第1電極郡13aにおける電極線に印加する電圧を移動させると、その電圧の影響を受けて図19に示すように、針先から離れる。この時、溶液は、自重で滴下するのではなく、第1電極郡における電圧の影響を受けて、シリンジの針先から離れるため、非常に小さい液敵となる。
表1は、印加電圧と生成される液滴の直径との関係を示す表であり、溶液として純粋を用いて、幅180μmの電極線を300μmのピッチで配置し、内径が100μmの針から0.07ml/hの量の溶液を供給するようシリンジへの圧力を設定し、前記針へ−1Vの電圧を印加すると共に、前記針と電極との間隔と0.5mmとし、電極線へ1Hzの周波数で印加電圧を150V、180V及び200Vに変化させて、生成される液滴の直径を測定した結果である。

Figure 2006346583
表2は、溶液の種類と生成される液滴の直径との関係を示す表であり、幅180μmの電極線を300μmのピッチで配置し、内径が150μmの針から0.07ml/hの量の溶液を供給するようシリンジへの圧力を設定し、前記針へ−1Vの電圧を印加すると共に、前記針と電極との間隔と0.5mmとし、電極線へ1Hzの周波数で250Vの電圧を印加して、水、タンパク質(リゾチーム)、NaCl、酢酸及び酢酸ナトリウムの液滴を生成した結果である。
Figure 2006346583
Here, the configuration of the droplet supply unit 1 that supplies droplets to the solution processing unit 10 configured as described above will be described with reference to FIG.
The droplet supply unit 1
A syringe 2 containing a protein solution;
A motor 3 for driving the syringe 2;
And a control device 4 for controlling the motor 3.
In this embodiment, in order to supply protein solution droplets and reagent droplets to the solution processing unit 10, the droplet supply unit 1 includes two syringes and motors. Since the configuration is the same, only the configuration of one syringe and motor will be described here.
The needle 2a of the syringe 2 is applied with ground or a negative voltage. Further, the needle 2a of the syringe 2 is inserted into the inert solution through the opening 16c provided in the upper wall of the upper portion 16b of the liquid transport section 15, and the needle tip solution (protein solution and reagent) The first electrode group 13a is brought close to a distance sufficient to be affected by the moving voltage of the one electrode group 13a.
On the other hand, the motor 3 does not drop the solution by its own weight, but supplies a sufficient amount of protein solution and reagent to move away from the needle tip under the influence of the moving voltage of the first electrode group 13a. It is operated by the control device 4 so as to apply pressure to the syringe 2.
In this state, since the solution (protein solution and reagent) in the needle 2a of the syringe 2 is grounded or negatively charged, if the voltage applied to the electrode wire in the first electrode group 13a is moved as described above, As shown in FIG. 19, it is separated from the needle tip under the influence of the voltage. At this time, the solution is not dripped by its own weight but is separated from the needle tip of the syringe under the influence of the voltage in the first electrode group, so that it becomes a very small liquid enemy.
Table 1 is a table showing the relationship between the applied voltage and the diameter of the generated droplets. Using pure as a solution, electrode wires having a width of 180 μm are arranged at a pitch of 300 μm, and a needle having an inner diameter of 100 μm is set to 0 Set the pressure on the syringe to supply a solution of 0.07 ml / h, apply a voltage of -1 V to the needle, set the distance between the needle and the electrode to 0.5 mm, and apply 1 Hz to the electrode wire. It is the result of changing the applied voltage to 150V, 180V and 200V with frequency and measuring the diameter of the generated droplets.
Figure 2006346583
Table 2 is a table showing the relationship between the type of solution and the diameter of the generated droplet. The electrode wire having a width of 180 μm is arranged at a pitch of 300 μm, and an amount of 0.07 ml / h from a needle having an inner diameter of 150 μm. The pressure to the syringe is set so as to supply the solution, and a voltage of -1 V is applied to the needle, the distance between the needle and the electrode is 0.5 mm, and a voltage of 250 V is applied to the electrode wire at a frequency of 1 Hz. This is the result of applying water to produce droplets of water, protein (lysozyme), NaCl, acetic acid and sodium acetate.
Figure 2006346583

最後に、結晶化成長監視部30の構成について説明する。
移送手段40は、定期的に保管部20から保管プレート15を取り出し、結晶化成長監視部30に移送する。
結晶化成長監視部30は、移送手段40により移送されてきた保管プレート15のサンプル液滴の結晶化を光学的又は電気的に監視し、その結果を記録及び/又は表示する。
結晶化成長監視部30としては、様々な構成が考えられるが、ここで、幾つかの例を説明する。
例えば、結晶化成長監視部30は、光源と光電子増倍管を備え、前記光源により保管プレート上のサンプル液滴に光を照射し、光電子増倍管によりサンプル液滴の屈折率を検出し、検出した屈折率の変化に基づいてサンプル液滴中のタンパク質の結晶化成長度合いを判断し得る。この場合、例えば、検出した屈折率の増加に伴ってサンプル液滴中のタンパク質の結晶化が進んでいると判断することができる。検出結果は、適当な記録装置に記録することができ、また、必要に応じて、ディスプレイ、プリンタ、ランプ及び/又はスピーカー等により視覚的及び/又は聴覚的に、タンパク質の結晶化成長度合いを使用者に表示することができる。
別の例としては、例えば、結晶化成長監視装置30は、自動焦点合わせ機能を有する光学測定手段を備え、自動焦点合わせ機能により保管プレート上のサンプル液滴中の焦点位置を検出し、焦点位置の検出によりタンパク質の結晶化成長度合いを判断し得る。この場合、例えば、焦点位置が検出できない場合は結晶化成長が進んでいないが、焦点位置が検出できた場合には結晶化成長が進んでいると判断することができる。検出結果は、適当な記録装置に記録することができ、また、必要に応じて、ディスプレイ、プリンタ、ランプ及び/又はスピーカー等により視覚的及び/又は聴覚的に、タンパク質の結晶化成長度合いを使用者に表示することができる。
さらに別の例としては、例えば、結晶化成長監視装置30は、光源と受光手段を備え、光源により保管プレート上のサンプル液滴に光を照射した後、受光手段で照射した光を受光し、受光手段で受光した光量に基づいて、サンプル液滴の吸光量を検出し、検出した吸光量に基づいてタンパク質の結晶化成長度合いを判断し得る。この場合、例えば、吸光量の増加に伴ってサンプル液滴中のタンパク質の結晶化が進んでいると判断することができる。検出結果は、適当な記録装置に記録することができ、また、必要に応じて、ディスプレイ、プリンタ、ランプ及び/又はスピーカー等により視覚的及び/又は聴覚的に、タンパク質の結晶化成長度合いを使用者に表示することができる。
Finally, the configuration of the crystallization growth monitoring unit 30 will be described.
The transfer means 40 periodically takes out the storage plate 15 from the storage unit 20 and transfers it to the crystallization growth monitoring unit 30.
The crystallization growth monitoring unit 30 optically or electrically monitors the crystallization of the sample droplets of the storage plate 15 transferred by the transfer means 40 and records and / or displays the result.
Various configurations of the crystallization growth monitoring unit 30 are conceivable. Here, some examples will be described.
For example, the crystallization growth monitoring unit 30 includes a light source and a photomultiplier tube, irradiates the sample droplet on the storage plate with the light source, detects the refractive index of the sample droplet with the photomultiplier tube, Based on the detected change in the refractive index, the degree of crystallization growth of the protein in the sample droplet can be determined. In this case, for example, it can be determined that the crystallization of the protein in the sample droplet is progressing as the detected refractive index increases. The detection result can be recorded in an appropriate recording device, and the crystallization growth degree of the protein is used visually and / or audibly by a display, a printer, a lamp, and / or a speaker, if necessary. Can be displayed.
As another example, for example, the crystallization growth monitoring apparatus 30 includes an optical measurement unit having an automatic focusing function, and detects the focal position in the sample droplet on the storage plate by the automatic focusing function, and the focal position. The degree of crystallization growth of the protein can be determined by detecting. In this case, for example, when the focal position cannot be detected, crystallization growth does not proceed, but when the focal position can be detected, it can be determined that crystallization growth proceeds. The detection result can be recorded in an appropriate recording device, and the crystallization growth degree of the protein is used visually and / or audibly by a display, a printer, a lamp, and / or a speaker, if necessary. Can be displayed.
As still another example, for example, the crystallization growth monitoring apparatus 30 includes a light source and a light receiving unit, and after irradiating the sample droplet on the storage plate with the light source, the light received by the light receiving unit is received. The absorbance of the sample droplet can be detected based on the amount of light received by the light receiving means, and the degree of protein crystallization growth can be determined based on the detected absorbance. In this case, for example, it can be determined that the crystallization of the protein in the sample droplet is progressing as the amount of light absorption increases. The detection result can be recorded in an appropriate recording device, and the crystallization growth degree of the protein is used visually and / or audibly by a display, a printer, a lamp, and / or a speaker, if necessary. Can be displayed.

上記した液滴搬送部15における基部16は、電気絶縁性材料から成り、かつ、上述した方法で電圧を印加することにより不活性溶液中の液滴を移動することができる材料であれば任意の材料でよく、例えば、ポリエチレン(PE)、ポリ塩化ビニリデン(PCV)、ポリプロピレン(PP)又はパラフィン等が用いられ得る。
表3は、実験に用いて利用することが可能であった基部16の材料を示し、図20は、表3におけるパラフィン以外の材料を用いて液滴を移動させた結果を示すグラフである。
表3及び図20は、180μmの幅の電極線を、300μmのピッチで配置し、不活性溶液として粘度10csのシリコン溶液を用いて、印加電圧と周波数とを変化させ、実際にシリコン溶液中で水の液滴を移動させた結果である。

Figure 2006346583
The base 16 in the above-described droplet transporting unit 15 is made of an electrically insulating material and can be any material as long as it can move the droplets in the inert solution by applying a voltage by the above-described method. The material may be, for example, polyethylene (PE), polyvinylidene chloride (PCV), polypropylene (PP), paraffin, or the like.
Table 3 shows the material of the base 16 that could be used in the experiment, and FIG. 20 is a graph showing the results of moving the droplets using materials other than paraffin in Table 3.
Table 3 and FIG. 20 show that an electrode wire having a width of 180 μm is arranged at a pitch of 300 μm, a silicon solution having a viscosity of 10 cs is used as an inert solution, and the applied voltage and frequency are changed. This is the result of moving water droplets.
Figure 2006346583

尚、上記した実施例で説明した親水化スポットのレイアウトは単なる一例であり、親水化スポットのレイアウトは、生成する液滴の数や電極線のレイアウト等に応じて、任意に決められ得る。また、上記した実施例では液滴搬送部に親水化スポットを設けることにより、電極線に電圧を印加することなく生成された液滴を保持することができるという効果を奏するが、これは本実施例に限定されることなく、親水化スポットを形成せずに、電極線に電圧を印加した状態で液滴を保持するように構成してもよい。
また、上記した電極線のレイアウトは単なる一例であり、任意のレイアウトを採用することができる。また、上記した実施例では電極として電極線を用いており、電極線を用いることにより電圧の制御が容易になるという効果はあるが、必要に応じて、電極線にかえてドット型電極を用いてもよい。
液滴搬送部における基部の構造は、本実施例に限定されることなく、回路部に着脱可能な構造であれば任意の構造でよい。また、上記した実施例では、液滴搬送部を回路部に着脱可能にすることによって、回路部を消耗品にすることなく繰り返し利用することができるので消耗品のコストが安価になり、回路部の構造も簡単化することができ、さらに、液滴搬送部を回路部から取り外すことにより、結晶成長の観察が行いやすくなり、さらにまた、基部を透明体で構成すると透過光による結晶観察が可能になるという様々な効果を奏するが、液滴搬送部の構造は本実施例に限定されることなく、必要に応じて回路部に固定してあってよい。
上記した実施例では、シリンジの針に負の電圧を印加し、溶液が自重で滴下されることはないが、電極郡の移動する電圧の影響を受けて針先から離れるのに十分な量のタンパク質溶液及び試薬を供給するようシリンジへの圧力を調整すると共に、電極線の電圧移動に影響を受けるのに十分な距離までシリンジの針と電極群とを接近させることにより液滴を生成供給しており、このように液滴を生成供給することにより、溶液処理部内にマイクロチャネル等を形成することなく微小な液滴を生成供給することが可能になるという効果を奏するが、液滴の生成供給方法は本実施例に限定されることなく、任意の方法で生成供給することができる。
The layout of the hydrophilized spots described in the above embodiment is merely an example, and the layout of the hydrophilized spots can be arbitrarily determined according to the number of droplets to be generated, the layout of the electrode lines, and the like. Further, in the above-described embodiment, by providing a hydrophilic spot in the droplet transport unit, it is possible to hold the generated droplet without applying a voltage to the electrode wire. Without being limited to the example, the droplet may be held in a state where a voltage is applied to the electrode line without forming the hydrophilic spot.
Further, the layout of the electrode lines described above is merely an example, and an arbitrary layout can be adopted. In the above-described embodiments, electrode wires are used as the electrodes, and there is an effect that the voltage can be easily controlled by using the electrode wires. However, if necessary, dot electrodes are used instead of the electrode wires. May be.
The structure of the base in the droplet transport unit is not limited to the present embodiment, and may be any structure as long as it is detachable from the circuit unit. Further, in the above-described embodiment, by making the droplet transporting part detachable from the circuit part, the circuit part can be used repeatedly without making it a consumable part. In addition, it is easy to observe the crystal growth by removing the droplet transport section from the circuit section. Furthermore, if the base is made of a transparent body, the crystal can be observed by transmitted light. However, the structure of the droplet transport unit is not limited to this embodiment, and may be fixed to the circuit unit as necessary.
In the above-described embodiment, a negative voltage is applied to the needle of the syringe, and the solution is not dripped by its own weight, but an amount sufficient to move away from the needle tip under the influence of the voltage that the electrode group moves. The pressure on the syringe is adjusted to supply protein solution and reagent, and droplets are generated and supplied by bringing the syringe needle and electrode group close enough to be affected by the voltage transfer of the electrode wire. In this way, the generation and supply of droplets has the effect that it is possible to generate and supply minute droplets without forming a microchannel or the like in the solution processing section. The supply method is not limited to this embodiment, and can be generated and supplied by any method.

本発明に係るタンパク質の結晶化前処理装置及び方法を適用した静電搬送によるタンパク質結晶化処理装置の第一実施例の概略ブロック図1 is a schematic block diagram of a first embodiment of a protein crystallization treatment apparatus by electrostatic conveyance to which a protein crystallization pretreatment apparatus and method according to the present invention is applied. 溶液処理部10の回路構成を示す概略図Schematic showing the circuit configuration of the solution processing unit 10 溶液処理部10の図2におけるA−A断面に相当する概略断面図Schematic sectional view corresponding to the AA section in FIG. 2 of the solution processing unit 10 液体搬送部を回路部から取り外した状態を示す図3に対応する断面図である。It is sectional drawing corresponding to FIG. 3 which shows the state which removed the liquid conveyance part from the circuit part. 回路部13の電極郡と、液滴搬送部15の親水化スポット19及び開口16cとの位置関係を示す図The figure which shows the positional relationship of the electrode group of the circuit part 13, and the hydrophilization spot 19 and opening 16c of the droplet conveyance part 15. FIG. (a)〜(d)は、同方向に並べられた電極線に印加する電圧と液滴の移動との関係を示す図(A)-(d) is a figure which shows the relationship between the voltage applied to the electrode wire arranged in the same direction, and the movement of a droplet. (a)及び(b)は、異なる方向に並べられた電極線に印加する電圧と液滴の移動との関係を示す図(A) And (b) is a figure which shows the relationship between the voltage applied to the electrode wire arranged in a different direction, and the movement of a droplet. 溶液処理部の作用を示す図Diagram showing the action of the solution processing unit 溶液処理部の作用を示す図Diagram showing the action of the solution processing unit 溶液処理部の作用を示す図Diagram showing the action of the solution processing unit 溶液処理部の作用を示す図Diagram showing the action of the solution processing unit 溶液処理部の作用を示す図Diagram showing the action of the solution processing unit 溶液処理部の作用を示す図Diagram showing the action of the solution processing unit 溶液処理部の作用を示す図Diagram showing the action of the solution processing unit 溶液処理部の作用を示す図Diagram showing the action of the solution processing unit サンプル液滴が親水化スポットに保持される状態を概念的に示す図The figure which shows notionally the state where a sample droplet is held in a hydrophilization spot 溶液処理部の作用を示す図Diagram showing the action of the solution processing unit 液滴供給部の構造を示す図Diagram showing the structure of the droplet supply unit 液滴供給部の作用を示す図Diagram showing the operation of the droplet supply unit 表1におけるパラフィン以外の材料を用いて液滴を移動させた結果を示すグラフThe graph which shows the result of having moved the droplet using materials other than paraffin in Table 1

符号の説明Explanation of symbols

a1 タンパク質溶液の液滴
a2 結晶化のために必要な試薬の液滴
a3 サンプル液滴

1 液滴供給部
2 シリンジ
3 モータ
4 制御装置

10 溶液処理部
11 基板
13 回路部
13a〜13k 電極郡
15 液滴搬送部
16 基部
16a 下側部分
16b 上側部分
16c 開口(液滴導入部)
17 親水性膜
18 疎水性膜
19 親水化スポット
20 保管部

30 結晶化成長監視部

40 移送手段


a1 Protein solution droplet a2 Reagent droplet necessary for crystallization a3 Sample droplet

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Droplet supply part 2 Syringe 3 Motor 4 Control apparatus

DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Solution processing part 11 Board | substrate 13 Circuit part 13a-13k Electrode group 15 Droplet conveyance part 16 Base 16a Lower part 16b Upper part 16c Opening (droplet introduction part)
17 Hydrophilic film 18 Hydrophobic film 19 Hydrophilization spot 20 Storage part

30 Crystallization growth monitoring unit

40 Transfer means


Claims (2)

静電気発生電極と、
前記静電気発生電極上に設けられた電気絶縁疎水性の液滴搬送部と
を備え、
前記液滴搬送部が不活性溶液を収容可能であり、
前記電極に少なくとも正及び負の電圧を、所定のサイクル時間で電圧が移動するように印加して電圧の移動方向に静電気力を発生させるように構成された
液滴静電搬送装置に液滴を供給する液滴供給装置であって、
液滴として供給すべき溶液を収容し、前記液滴搬送部における不活性溶液中に液滴を供給し得る供給口を備え、供給すべき液滴を接地又はマイナスに帯電させる液滴供給手段を有し、
供給口の接地又はマイナスによって帯電された溶液が液滴静電搬送装置における静電気力の影響を受けて供給口から離れて液滴となるのに十分な量の溶液を前記液滴供給手段から供給するように構成した
ことを特徴とする液滴供給装置。
A static electricity generating electrode;
An electrically insulating hydrophobic droplet transporting part provided on the static electricity generating electrode,
The droplet transport section can contain an inert solution;
Applying at least positive and negative voltages to the electrodes such that the voltage moves in a predetermined cycle time, and generating electrostatic force in the direction of voltage movement. A droplet supply device for supplying,
Droplet supply means for storing a solution to be supplied as a droplet and having a supply port capable of supplying the droplet to the inert solution in the droplet transport unit, and charging the droplet to be supplied to the ground or minus. Have
A sufficient amount of solution is supplied from the droplet supply means so that the solution charged by the ground of the supply port or minus is affected by the electrostatic force in the droplet electrostatic transfer device and becomes a droplet away from the supply port. A droplet supply device characterized in that it is configured as described above.
静電気発生電極と、
前記静電気発生電極上に設けられた電気絶縁疎水性の液滴搬送部と
を備え、
前記液滴搬送部が不活性溶液を収容可能であり、
前記電極に少なくとも正及び負の電圧を、所定のサイクル時間で電圧が移動するように印加して電圧の移動方向に静電気力を発生させるように構成された
液滴静電搬送装置に液滴を供給する液滴供給方法であって、
液滴として供給すべき溶液を収容し、前記液滴搬送部における不活性溶液中に液滴を供給し得る供給口を備え、供給すべき液滴を接地又はマイナスに帯電させる液滴供給手段によって、供給口の接地又はマイナスによって帯電された溶液が液滴静電搬送装置における静電気力の影響を受けて供給口から離れて液滴となるのに十分な量の溶液を供給する
ことを特徴とする液滴供給方法。


A static electricity generating electrode;
An electrically insulating hydrophobic droplet transporting part provided on the static electricity generating electrode,
The droplet transport section can contain an inert solution;
Applying at least positive and negative voltages to the electrodes such that the voltage moves in a predetermined cycle time, and generating electrostatic force in the direction of voltage movement. A droplet supply method for supplying,
Droplet supply means for storing a solution to be supplied as a droplet and having a supply port capable of supplying the droplet into the inert solution in the droplet transport unit, and charging the droplet to be supplied to ground or minus A sufficient amount of solution is supplied so that the solution charged by grounding or minus of the supply port is affected by the electrostatic force in the droplet electrostatic transfer device and separated from the supply port into droplets. Droplet supplying method.


JP2005176354A 2005-06-16 2005-06-16 Apparatus and method for supplying droplets Pending JP2006346583A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005176354A JP2006346583A (en) 2005-06-16 2005-06-16 Apparatus and method for supplying droplets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005176354A JP2006346583A (en) 2005-06-16 2005-06-16 Apparatus and method for supplying droplets

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2006346583A true JP2006346583A (en) 2006-12-28

Family

ID=37642977

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005176354A Pending JP2006346583A (en) 2005-06-16 2005-06-16 Apparatus and method for supplying droplets

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2006346583A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009141357A (en) * 2007-12-03 2009-06-25 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2011176308A (en) * 2010-02-09 2011-09-08 Asml Netherlands Bv Fluid handling structure, lithographic apparatus, and device manufacturing method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009141357A (en) * 2007-12-03 2009-06-25 Asml Netherlands Bv Lithographic apparatus and device manufacturing method
US8279396B2 (en) 2007-12-03 2012-10-02 Asml Netherlands B.V. Lithographic apparatus and device manufacturing method
JP2011176308A (en) * 2010-02-09 2011-09-08 Asml Netherlands Bv Fluid handling structure, lithographic apparatus, and device manufacturing method
US9625828B2 (en) 2010-02-09 2017-04-18 Asml Netherlands B.V. Fluid handling structure, lithographic apparatus and device manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3227025B1 (en) Single-sided light-actuated microfluidic device with integrated mesh ground
US10821439B2 (en) Movement and selection of micro-objects in a microfluidic apparatus
KR100723425B1 (en) Device and method for printing bio-drop on a substrate
KR100668343B1 (en) Device for printing bio-drop or ink using electric charge concentration effect on a substrate or a paper
KR100738087B1 (en) Quantitative dispensing apparatus for cell using liquid droplet manipulation
JP4216257B2 (en) Apparatus for printing biomolecules on a substrate using electrohydraulic phenomenon and printing method therefor
JP2021515693A (en) Directing the movement of droplets using differential wetting
CN1193927A (en) Electrokinetic pumping
TW201726540A (en) Microfluidic apparatus having an optimized electrowetting surface and related systems and methods
JP2006317345A (en) Particle capture device, particle arraying method and particle arraying device
KR100723427B1 (en) Device and method for printing bio-drop on a substrate
US8128797B2 (en) Microfluidic system and corresponding operating method
KR20080008940A (en) Electric charge concentration type liquid droplet dispensing device having non-conductive capillary nozzle
JP2006346583A (en) Apparatus and method for supplying droplets
JP4570945B2 (en) Droplet operating device and operating method
JP4910716B2 (en) Cell fusion device and cell fusion method using the same
JP2006349518A (en) Two-dimensional electrostatic feed device
JP2006347957A (en) Pretreatment device and method for protein crystallization, using electrostatic transportation
JP2006347811A (en) Apparatus for crystallization treatment of protein
JP2006349517A (en) Crystallization pretreatment device for protein by electrostatic conveyance
JP2006088034A (en) Control apparatus and method of liquid drop size
CN112892621A (en) Method for concentrating particles in liquid drops by EWOD equipment with induction device
EP2421650B1 (en) Device for controlled distribution of micro- or nano- volumes of a liquid based on pyroelectric or piezoelectric effect in functionalised materials, without using external electric sources
JP2008090066A (en) Micro object handling device, its handling method, micro object transporting device and its transporting method
JPH09271379A (en) Micromanipulator and cell used therefor