JP2011529190A - 生体細胞に類する物質のミクロンサイズの検体との間において制御可能な様式で液体を交換するためのプローブ装置 - Google Patents
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Abstract
【選択図】 図1
Description
ポリカーボネートから作製された市販のAFMプローブホルダ内に、チャネルを穿孔した。このチャネルは、2つの孔で終端し、一方の孔は、プローブホルダの下部表面(下方側部)に、他方の孔は、プローブホルダの側方表面に位置していた。側方の孔は、チューブ類を介して液体リザーバに接続した。プローブホルダの下部ベースの孔は、マイクロチャネルを有するカンチレバーチップに接続した。2成分物質(LOT Oriel、SP−90−10)をプローブホルダの下部チャネル孔の上に付着させて、Oリング状シール構造体を形成した。さらに、このシール部は、実験の際にチャネルに満たされる液状溶液と適合性のある任意の弾性材料から作製することが可能であった。このシール部の内径は、下部孔の直径と優先的に等しいものとし、その外径は、カンチレバーを含むチップ本体上のチャネル開口よりも大きなものとした。プローブホルダの上に最終的に存在する溝(図1における26)又は印にしたがってチップ本体を位置合わせし、この場合においては金属ばねにより加えた力によって、シール部に対してチップ本体が押圧されるようにした。この力は、例えばねじを含む任意の他の機械的デバイスによって、又は磁気構成要素を含むデバイスによって加えることも可能であった。
11 プローブホルダ
12 カンチレバー(チャネルを有する)
13 本体
14 先端部
15、18 チャネル
16、17 孔
19、20 孔
21 チューブ(外部の)
22 ばね
23 シール部
24 凹部
25 液体搬送手段(例えばリザーバ、等々)
26 溝
27 接着剤
28 溶接部
29 圧力チャンバ
30 キャップ
31 リザーバ(内蔵型)
32 カバー
33 圧力制御装置
34 走査型プローブ顕微鏡
35 電極
Claims (19)
- 特に原子間力顕微鏡34に接続して、制御可能な態様で液体を、生体細胞に類する物質のミクロンサイズの検体と交換するためのプローブ装置(10a〜g)であって、
少なくとも1つの組込み型の第1のチャネル(18)を有するプローブホルダ(11)と、
少なくとも1つの組込み型の第2のチャネル(15)を有するカンチレバー(12)と
を備え、
前記カンチレバー(12)が、前記第1のチャネル(18)と前記第2のチャネル(15)との間における液体の液密状態での移送が可能となるように、前記第1のチャネル(18)の少なくとも1つの孔(19)が前記第2のチャネル(15)の少なくとも1つの孔(17)に接続される態様で、前記プローブホルダ(11)に装着されるよう設けられている、プローブ装置(10a〜g)において、
前記カンチレバー(12)が、前記プローブホルダ(11)に永続的に装着されて、事前組立されたプローブユニット(10a〜g)を形成することを特徴とする、プローブ装置(10a〜g)。 - 前記カンチレバー(12)が、形を合わせる取付態様で、前記プローブホルダ(11)に装着されることを特徴とする、請求項1に記載のプローブ装置。
- 前記カンチレバー(12)が、接着接合部(27)により前記プローブホルダ(11)に装着されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のプローブ装置。
- 前記カンチレバー(12)が、溶接接合部(28)により前記プローブホルダ(11)に装着されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のプローブ装置。
- シール材料が、前記カンチレバー(12)と前記プローブホルダ(11)との間に配置されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載のプローブ装置。
- 前記シール材料が、150GPa未満の、好ましくは0.01GPa〜0.2GPaのヤング率を有する液体適合性の弾性材料を含むことを特徴とする、請求項5に記載のプローブ装置。
- 前記カンチレバー(12)と前記プローブホルダ(11)との間の前記弾性材料が、ポリマーであり、特に、カルレッツ(登録商標)、ポリ(ジメチルシロキサン)、ポリ(アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン)、ビニルアセテート、アクリレート、ポリアミド、アセタール樹脂、ポリ(フッ化ビニリデン)、ポリ(塩化ビニリデン)、ポリ(エチレン、プロピレンブチレン…)、ポリエーテルエーテルケトン、ポリウレタン、シリコーン、ポリイソブチレン、エポキシ、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリイミド、ポリカーボネート、ポリスルホン、天然ゴム、又は任意の同様のものの中の1つであることを特徴とする、請求項6に記載のプローブ装置。
- 前記カンチレバー(12)と前記プローブホルダ(11)との間の前記弾性材料が、金属、又はPb、Zn、Sn、In、Sb、若しくはAgを含む金属合金であることを特徴とする、請求項6に記載のプローブ装置。
- 前記カンチレバー(12)が、超微細化工され、Si、SiO2、SiN、GaAs、SiGe、若しくはポリマー材料、ベンゾシクロブテン(BCB)、ベンゾシクロブテン(BCB)、パリレン、ポリアミド、アクリル樹脂(PMMA)、ポリジメチルシロキサンPDMS、液晶ポリマー(LCP)、液晶エラストマー(LCE)、過フッ化炭化水素、圧電性ポリマー、機能性ヒドロゲル、ポリウレタン、又はノボラックの中の1つから作製されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載のプローブ装置。
- 前記プローブホルダ(11)が、光透過性であり、レーザベースの力フィードバックのアクセスを含む、前記カンチレバー(12)への光学的アクセスを可能にすることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載のプローブ装置。
- 前記カンチレバー(12)が先端部(14)を有し、前記第2のチャネル(15)が2つの孔(16、17)を有し、前記2つの孔(16、17)の一方が前記カンチレバー(12)の前記先端部(14)の先端に位置し、前記2つの孔(16、17)の他方が前記プローブホルダ(11)の前記少なくとも1つの孔(19)に接続されることを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載のプローブ装置。
- 前記少なくとも1つのプローブホルダチャネル(18)が2つの孔(19、20)にて終端し、前記2つの孔(19、20)の一方がカンチレバー孔(17)に接続され、前記2つの孔(19、20)の他方が液体搬送手段(25、31)、特に液体のためのリザーバ(31)に接続されることを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載のプローブ装置。
- 前記プローブホルダ(11)が内蔵型リザーバ(31)を備え、前記内蔵型リザーバ(31)が前記プローブホルダ(11)の前記第1のチャネル(18)に接続されることを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載のプローブ装置。
- 前記プローブホルダが圧力チャンバ(29)を備え、前記圧力チャンバ(29)は、中空の前記カンチレバー(12)及び先端部開口を介して前記リザーバから液体を押し出すために使用される、又は前記先端部(14)から前記カンチレバー(12)若しくは前記プローブホルダ(11)内の内蔵型リザーバ(31)内に液体を吸入して戻すために使用される圧力を制御するための少なくとも1つの内蔵型液体リザーバを含むことを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載のプローブ装置。
- 前記内蔵型液体リザーバ(31)及び/又は前記圧力チャンバ(29)が、圧力制御装置(33)に接続されることを特徴とする、請求項13又は14に記載のプローブ装置。
- 前記カンチレバーチャネル(15)が、0.1μm〜1mm、好ましくは1μm〜100μmの幅及び高さを有し、1μm〜10mm、好ましくは20μm〜1mmの長さを有する内部寸法を有することを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一項に記載のプローブ装置。
- 前記カンチレバー(12)が、好ましくは少なくとも1つのばね(22)、クランプ、又はねじを使用して、機械力及び/又は磁気力によって前記プローブホルダ(11)に永続的に装着されることを特徴とする、請求項1に記載のプローブ装置。
- 前記プローブホルダ(11)が、前記プローブユニット(10a〜g)の設置の際の様々な要素の正確な位置決めのために、特に溝(26)の形態の位置決め手段を含むことを特徴とする、請求項1〜17のいずれか一項に記載のプローブ装置。
- 好ましくはレーザ又はピエゾ抵抗効果に基づく力フィードバックシステムを有する走査型プローブ顕微鏡(34)において、プローブとして、請求項1〜18のいずれか一項に記載の前記プローブ装置の使用。
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