JP2018508745A - 制御破壊を用いた複数のマイクロ流体チャネルアレイにおけるナノポアセンサの一体化 - Google Patents
制御破壊を用いた複数のマイクロ流体チャネルアレイにおけるナノポアセンサの一体化 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本出願は、2014年12月19日に出願された米国仮出願第62/094,669号の優先権の利益を主張する。上記出願の開示内容全体を、本明細書に援用する。
Claims (33)
- 対向する平面を画定し、少なくとも1つの誘電体層で構成される膜に、1つ以上のナノポアを作製するための装置であって、
共通に使用されるマイクロチャネルが露出面に形成された第1の基板と、
前記第1の基板の前記露出面上に配置され、膜を保持するように構成された支持体と、
内側の面に1本以上のマイクロ流体チャネルが形成された第2の基板であって、前記1本以上のマイクロ流体チャネルが前記膜によって前記共通に使用されるマイクロチャネルから流体的に分離されるように前記内側の面が前記支持体と向かい合うようにして前記支持体上に配置された第2の基板と、
前記膜の一方の側に配置された基準電極と、前記膜の反対側に配置された2つ以上の追加の電極と、を含む一組の電極と、を備え、
前記一組の電極は、前記膜の両側に電位差を発生させ、前記2つ以上の追加の電極は、前記膜全体の前記電場が均一になるように前記膜に対して配置されている、装置。 - 前記膜の前記電位差が、0.1ボルト/ナノメートルより大きい値を有する前記電場を生じる、請求項1に記載の装置。
- 前記電極のうちの1つに電気的に連結され、前記1本以上のマイクロ流体チャネルのうちの1つと前記共通に使用されるマイクロチャネルとの間を流れる電流を測定するように動作可能な電流センサと、
前記電流センサとインタフェースされたコントローラと、をさらに備え、前記コントローラは、前記膜を貫通するポアの形成を示す前記測定された電流の急な増加を検出し、前記測定された電流の前記急な増加の検出に応答して、前記膜の両側に発生させた電位差を消失させる、請求項1に記載の装置。 - 前記2つ以上の追加の電極は、前記膜の上流で前記1本以上のマイクロ流体チャネルに配置された第1の電極と、前記膜の下流で前記1本以上のマイクロ流体チャネルに配置された第2の電極と、を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記一組の電極は、一方が前記膜の上流、前記他方が前記膜の下流であるように、前記共通に使用されるマイクロチャネルに配置された2つの基準電極を含む、請求項4に記載の装置。
- 前記支持体は、前記膜に隣接する領域に形成され、前記第1の基板に設けられた前記共通に使用されるマイクロチャネルと流体的に連結されたテーパ凹部をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 複数組の電極と、前記第2の基板の前記内側の面に形成された複数のマイクロ流体チャネルとをさらに備え、前記複数のマイクロ流体チャネルに設けられたマイクロチャネルが各々、関連した一組の電極を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記支持体上に直接配置され、かつ、前記支持体と前記第2の基板との間に配置された中間層であって、少なくとも1つのビアが形成され、前記ビアの近傍で均一である電場を発生させるように構成されている前記中間層をさらに備える、請求項1に記載の装置。
- 前記1本以上のマイクロ流体チャネルは、寸法がミクロンのオーダーである、請求項1に記載の装置。
- 前記1本以上のマイクロ流体チャネルは、寸法がナノメートルのオーダーである、請求項1に記載の装置。
- 対向する平面を画定し、少なくとも1つの誘電体層で構成される膜に、1つ以上のナノポアを作製するための装置であって、
共通に使用されるマイクロチャネルが露出面に形成された第1の基板と、
前記第1の基板の前記露出面上に配置され、膜を保持するように構成された支持体と、
前記支持体上に配置され、少なくとも1つのビアが形成された中間層と、
内側の面に1本以上のマイクロ流体チャネルが形成された第2の基板であって、前記1本以上のマイクロ流体チャネルが前記膜によって前記共通に使用されるマイクロチャネルから流体的に分離されるように前記内側の面が前記支持体と向かい合うようにして前記中間層上に配置された第2の基板と、
前記膜の表裏に配置された一対の電極と、を備え、
前記一対の電極は、前記膜の両側に電位差を発生させ、前記中間層の前記少なくとも1つのビアは、前記1本以上のマイクロ流体チャネルを前記膜の露出面と流体的に連結し、前記ビアの中と周囲で均一な電場を発生させるように構成されている、装置。 - 前記膜の前記電位差が、0.1ボルト/ナノメートルより大きい値を有する前記電場を生じる、請求項11に記載の装置。
- 前記電極のうちの1つに電気的に連結され、前記1本以上のマイクロ流体チャネルのうちの1つと前記共通に使用されるマイクロチャネルとの間を流れる電流を測定するように動作可能な電流センサと、
前記電流センサとインタフェースされたコントローラと、をさらに備え、前記コントローラは、前記膜を貫通するポアの形成を示す前記測定された電流の急な増加を検出し、前記測定された電流の前記急な増加の検出に応答して、前記膜の両側に発生させた電位差を消失させる、請求項11に記載の装置。 - 前記少なくとも1つのビアの深さが、前記少なくとも1つのビアの直径より大きい、請求項10に記載の装置。
- 前記第2の基板は、前記内側の面に形成されたマイクロ流体チャネルのアレイを含み、前記中間層は、各々がマイクロ流体チャネルの前記アレイにおける前記マイクロ流体チャネルのうちの1つと整列配置されるようにして、複数のビアを含む、請求項10に記載の装置。
- 対向する平面を画定し、少なくとも1つの誘電体層で構成される膜に、1つ以上のナノポアを作製するための装置であって、
共通に使用されるマイクロチャネルが露出面に形成された第1の基板と、
前記第1の基板の前記露出面上に配置され、膜を保持するように構成された支持体と、
内側の面に1本以上のマイクロ流体チャネルが形成された第2の基板であって、前記1本以上のマイクロ流体チャネルが前記膜によって前記共通に使用されるマイクロチャネルから流体的に分離されるように前記内側の面が前記支持体と向かい合うようにして前記支持体上に配置された第2の基板と、
前記膜の表裏に配置された一対の電極と、を備え、
前記一対の電極は、前記膜の両側に電位差を発生させ、前記1本以上のマイクロ流体チャネルは、前記膜の前記領域全体に均一な電場を発生させるようにして前記膜に隣接して通っている、装置。 - 前記一対の電極のうち前記一方が前記1本以上のマイクロ流体チャネルに配置され、前記1本以上のマイクロ流体チャネルが前記電極の下流でループを形成し、前記ループの一部が前記膜の上を通っている、請求項16に記載の装置。
- 前記1本以上のマイクロ流体チャネルに配置され、前記1本以上のマイクロ流体チャネルを通る流れの量を制御するように動作する制御バルブをさらに備える、請求項16に記載の装置。
- 前記制御バルブは、空気圧源と流体的に連結され、前記空気圧源によって作動されるエラストマーポリマーとしてさらに規定される、請求項18に記載の装置。
- 前記第2の基板は、その内側の面に形成されたマイクロ流体チャネルのアレイを含み、前記マイクロ流体チャネルのアレイの各マイクロ流体チャネルは、前記膜の一部を通り、少なくとも2つの制御バルブが内部に配置され、一方のバルブは前記膜の上流に配置され、他方のバルブは前記膜の下流に配置されている、請求項16に記載の装置。
- 前記膜の前記電位差の前記値は、前記マイクロ流体チャネルのアレイに配置された前記制御バルブを通る流れを調節することによって制御される、請求項20に記載の装置。
- 膜に1つ以上のナノポアを作製するための装置であって、
共通に使用されるマイクロチャネルが露出面に形成された第1の基板と
前記第1の基板の前記露出面上に配置され、対向する平面を画定し、少なくとも1つの誘電体層で構成される膜と、
内側の面に1本以上のマイクロ流体チャネルが形成された第2の基板であって、前記1本以上のマイクロ流体チャネルが前記膜によって前記共通に使用されるマイクロチャネルから流体的に分離されるように前記内側の面が前記膜と向かい合うようにして前記膜上に配置された第2の基板と、
前記膜の一方の側に配置された2つの基準電極と、前記膜の反対側に配置された2つ以上の追加の電極と、を含む一組の電極と、を備え、
前記一組の電極は、前記膜の両側に電位差を発生させ、前記膜の前記電場が均一になるように前記膜に対して配置されている、装置。 - 前記膜の前記電位差が、0.1ボルト/ナノメートルより大きい値を有する前記電場を生じる、請求項22に記載の装置。
- 前記電極のうちの1つに電気的に連結され、前記1本以上のマイクロ流体チャネルのうちの1つと前記共通に使用されるマイクロチャネルとの間を流れる電流を測定するように動作可能な電流センサと、
前記電流センサとインタフェースされたコントローラと、をさらに備え、前記コントローラは、前記膜を貫通するポアの形成を示す前記測定された電流の急な増加を検出し、前記測定された電流の前記急な増加の検出に応答して、前記膜の両側に発生させた電位差を消失させる、請求項22に記載の装置。 - 前記2つの追加の電極は、前記膜の上流で前記1本以上のマイクロ流体チャネルに配置された第1の電極と、前記膜の下流で前記1本以上のマイクロ流体チャネルに配置された第2の電極と、を含む、請求項22に記載の装置。
- 前記2つの基準電極は、一方が前記膜の上流、他方が前記膜の下流であるように、前記共通に使用されるマイクロチャネルに配置されている、請求項25に記載の装置。
- 前記第2の基板の前記内側の面に形成された複数のマイクロ流体チャネルと、複数組の電極とをさらに備え、前記複数のマイクロ流体チャネルに設けられたマイクロチャネルが各々、関連した一組の電極を有する、請求項22に記載の装置。
- 膜に1つ以上のナノポアを作製するための装置であって、
共通に使用されるマイクロチャネルが露出面に形成された第1の基板と
前記第1の基板の前記露出面上に配置され、対向する平面を画定し、少なくとも1つの誘電体層で構成される膜と、
前記膜上に配置され、少なくとも1つのビアが形成された中間層と、
内側の面に1本以上のマイクロ流体チャネルが形成された第2の基板であって、前記1本以上のマイクロ流体チャネルが前記膜によって前記共通に使用されるマイクロチャネルから流体的に分離されるように前記内側の面が前記支持体と向かい合うようにして前記中間層上に配置された第2の基板と、
前記膜の表裏に配置された一対の電極と、を備え、
前記一対の電極は、前記膜の両側に電位差を発生させ、前記中間層の前記少なくとも1つのビアは、前記1本以上のマイクロ流体チャネルを前記膜の露出面と流体的に連結し、前記ビアの中と周囲で均一な電場を発生させるように構成されている、装置。 - 前記膜の前記電位差が、0.1ボルト/ナノメートルより大きい値を有する前記電場を生じる、請求項28に記載の装置。
- 前記電極のうちの1つに電気的に連結され、前記1本以上のマイクロ流体チャネルのうちの1つと前記共通に使用されるマイクロチャネルとの間を流れる電流を測定するように動作可能な電流センサと、
前記電流センサとインタフェースされたコントローラと、をさらに備え、前記コントローラは、前記膜を貫通するポアの形成を示す前記測定された電流の急な増加を検出し、前記測定された電流の前記急な増加の検出に応答して、前記膜の両側に発生させた電位差を消失させる、請求項28に記載の装置。 - 前記少なくとも1つのビアの深さが、前記少なくとも1つのビアの直径より大きい、請求項28に記載の装置。
- 前記第2の基板は、前記内側の面に形成されたマイクロ流体チャネルのアレイを含み、前記中間層は、各々がマイクロ流体チャネルの前記アレイにおける前記マイクロ流体チャネルのうちの1つと整列配置されるようにして、複数のビアを含む、請求項28に記載の装置。
- 対向する平面を画定し、少なくとも1つの誘電体層で構成される膜に、1つ以上のナノポアを作製するための装置であって、
共通に使用されるマイクロチャネルが露出面に形成された第1の基板と、
前記第1の基板の前記露出面上に配置され、膜を保持するように構成された支持体と、
内側の面にマイクロ流体チャネルのアレイが形成された第2の基板であって、前記マイクロ流体チャネルのアレイが前記膜によって前記共通に使用されるマイクロチャネルから流体的に分離されるように前記内側の面が前記支持体と向かい合うようにして前記支持体上に配置され、前記マイクロ流体チャネルのアレイの各マイクロ流体チャネルは、前記膜上の一部を通り、一方が前記膜の上流、他方が前記膜の下流になるように少なくとも2つの制御バルブが内部に配置された、第2の基板と、
前記膜の表裏に配置された一対の電極と、を備え、
前記一対の電極は、前記膜の両側に電位差を発生させる、装置。
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