JP2020046314A - ポアデバイスおよび微粒子測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】運用コストが安く、寄生容量を低減したポアデバイスを提供する。【解決手段】ポアチップ６１０は、細孔６１２を有する。第１絶縁部材６２０は、ポアチップ６１０の第１面Ｓ１と隣接し、細孔６１２とオーバーラップする箇所に第１開口６２２が設けられる。第２絶縁部材６３０は、ポアチップ６１０の第２面Ｓ２と隣接し、細孔６１２とオーバーラップする箇所に第２開口６３２が設けられる。第１電極６４０は、第１絶縁部材６２０のポアチップ６１０と反対の面に設けられる。第２電極６５０は、第２絶縁部材６３０のポアチップ６１０と反対の面に設けられる。【選択図】図４

Description

本発明は、ポアデバイスを用いた計測に関する。

電気的検知帯法（コールター原理）と呼ばれる粒度分布測定法が知られている。この測定法では、粒子を含む電解液を、ナノポアと称される細孔を通過させる。粒子が細孔を通過するとき、細孔中の電解液は粒子の体積に相当する量だけ減少し、細孔の電気抵抗を増加させる。したがって細孔の電気抵抗を測定することで、粒子より細孔の厚みの方が大きい場合には通過する粒子の体積を測定することができ、粒子より細孔の厚みの方が十分に小さい場合、通過している粒子の断面積（すなわち粒径）を測定することができる。

図１は、電気的検知帯法を用いた微粒子測定システム１Ｒのブロック図である。微粒子測定システム１Ｒは、ポアデバイス１００、計測装置２００Ｒおよびデータ処理装置３００を備える。

ポアデバイス１００の内部は、検出対象の粒子４を含む電解液２が満たされる。ポアデバイス１００の内部は、ポアチップ１０２によって２つの空間に隔てられており、２つの空間には電極１０６と電極１０８が設けられる。電極１０６と電極１０８の間に電位差を発生させると、電極間にイオン電流が流れ、また電気泳動によって粒子４が細孔１０４を経由して、一方の空間から他方の空間に移動する。

計測装置２００Ｒは、電極対１０６，１０８の間に電位差を発生させるとともに、電極対の間の抵抗値Ｒｐと相関を有する情報を取得する。計測装置２００Ｒは、トランスインピーダンスアンプ２１０、電圧源２２０、デジタイザ２３０を含む。電圧源２２０は電極対１０６，１０８の間に電位差Ｖｂを発生させる。この電位差Ｖｂは、電気泳動の駆動源であるとともに、抵抗値Ｒｐを測定するためのバイアス信号となる。

電極対１０６，１０８の間には、細孔１０４の抵抗に反比例する微小電流Ｉｓが流れる。
Ｉｓ＝Ｖｂ／Ｒｐ …（１）

トランスインピーダンスアンプ２１０は、微小電流Ｉｓを電圧信号Ｖｓに変換する。変換ゲインをｒとするとき、以下の式が成り立つ。
Ｖｓ＝−ｒ×Ｉｓ …（２）
式（１）を式（２）に代入すると、式（３）が得られる。
Ｖｓ＝−Ｖｂ×ｒ／Ｒｐ …（３）
デジタイザ２３０は、電圧信号ＶｓをデジタルデータＤｓに変換する。このように計測装置２００Ｒにより、細孔１０４の抵抗値Ｒｐに反比例する電圧信号Ｖｓを得ることができる。

図２は、計測装置２００Ｒにより測定される例示的な微小電流Ｉｓの波形図である。なお本明細書において参照する波形図やタイムチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化され、あるいは誇張もしくは強調されている。

粒子が通過する短い期間、細孔１０４の抵抗値Ｒｐが増大する。したがって、粒子が通過するごとに電流Ｉｓはパルス状に減少する。個々のパルス電流の振幅は、粒径と相関を有する。データ処理装置３００は、デジタルデータＤｓを処理し、電解液２に含まれる粒子４の個数や粒径分布などを解析する。

特開２０１１−５１３７３９号公報 特開平４−０４０３７３号公報 特表平７−５０４９８９号公報 特開２００４−５１０９８０号公報

図３（ａ）〜（ｂ）は、本発明者らが検討したポアデバイスの断面図である。図３（ａ）のポアデバイス１００Ｒには、電極対１０６，１０８に相当する２本の電極Ｅ１，Ｅ２が設けられる。電極Ｅ１，Ｅ２は、電極棒や電極板であり、一方の電極Ｅ１は、ポアチップ１０２の上側の空間に挿入され、他方の電極Ｅ２は、ポアチップ１０２の下側の空間に挿入される。

図３（ａ）の構造では、電極Ｅ１，Ｅ２の位置ズレが測定誤差の原因となりうる。また、電極Ｅ１，Ｅ２は、電解質溶液と直接接触するため、腐食・劣化が避けられず、頻繁に交換する必要があることから、装置のコストが高くなる。

図３（ｂ）のポアデバイス１００Ｓにおいて、電極対１０６，１０８に相当する電極Ｅ３，Ｅ４が、ポアチップ１０２の表面と裏面の上に直接形成される。この場合、電極Ｅ３，Ｅ４は、半導体製造プロセスにより安価に形成することができ、電極Ｅ３，Ｅ４は、ポアデバイス１００Ｓとともに使い捨てが可能である。一方でポアチップ１０２の厚みは、数百μｍ〜数ｍｍのオーダーと薄いため、図３（ｂ）の構造では、電極Ｅ３，Ｅ４の間の寄生容量が大きくなり、測定器の応答速度が低下するという問題が生ずる。

本発明は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、運用コストが安く、寄生容量を低減したポアデバイスの提供にある。

本発明のある態様は、ポアデバイスに関する。ポアデバイスは、細孔を有するポアチップと、ポアチップの第１面と隣接し、細孔とオーバーラップする箇所に第１開口が設けられた第１絶縁部材と、ポアチップの第２面と隣接し、細孔とオーバーラップする箇所に第２開口が設けられた第２絶縁部材と、第１絶縁部材のポアチップと反対の面に設けられた第１電極と、第２絶縁部材のポアチップと反対の面に設けられた第２電極と、を備える。

なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置などの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。

本発明のある態様によれば、運用コストが安く、寄生容量を低減したポアデバイスを提供できる。

電気的検知帯法を用いた微粒子測定システムのブロック図である。 計測装置により測定される例示的な微小電流Ｉｓの波形図である。 図３（ａ）、（ｂ）は、本発明者らが検討したポアデバイスの断面図である。 図４（ａ）、（ｂ）は、実施の形態に係るポアデバイスの断面図である。 図５（ａ）は、図３（ｂ）のポアデバイスの寄生素子の分布を示す断面図であり、図５（ｂ）は、図４のポアデバイスの寄生素子の分布を示す断面図である。 実施例１に係るポアデバイスの層構造を示す断面図である。 図６のポアデバイスの斜視図である。 図６のポアデバイスの組み立て図である。 図６のポアデバイスを収容するインタフェースソケットを示す図である。 実施例２に係るポアデバイスの層構造を示す断面図である。 図１０のポアデバイスの斜視図である。 図１２（ａ）、（ｂ）は、図１０のポアデバイスの第１カバー部材および第２カバー部材の斜視図である。 図１２（ａ）、（ｂ）の第１カバー部材、第２カバー部材の層構造を示す断面図である。 実施例３に係るポアデバイスの断面図である。 実施例４に係るポアデバイスの断面図である。

以下、本発明を好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。

本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。

また図面に記載される各部材の寸法（厚み、長さ、幅など）は、理解の容易化のために適宜、拡大縮小されている場合がある。さらには複数の部材の寸法は、必ずしもそれらの大小関係を表しているとは限らず、図面上で、ある部材Ａが、別の部材Ｂよりも厚く描かれていても、部材Ａが部材Ｂよりも薄いこともあり得る。

本明細書における断面図は、各部材の位置をＸ−Ｙ平面上で移動して示す場合がある。

図４（ａ）は、実施の形態に係るポアデバイス６００の断面図であり、図４（ｂ）は、ポアチップ６１０の断面図である。図４（ｂ）に示すように、ポアチップ６１０は、フィルム６１４と基材６１６を含む。フィルム６１４は、窒化ケイ素（Ｓｉ_３Ｎ_４）などであり、加工により細孔６１２が形成される。細孔６１２の径φ_１は、１００ｎｍ〜１μｍであり、被測定検体に含まれる粒子の径よりも大きい。フィルム６１４の厚みは、２０〜５０ｎｍ程度であり、粒子の径より小さいことが望ましい。このような薄いフィルム６１４を補強するために、フィルム６１４は、基材６１６の上に形成される。基材６１６の材料はシリコン（Ｓｉ）などの半導体材料や、ガラスなどの絶縁体を選択することができ、その厚みは５００μｍ程度とすることができる。シリコンは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）の上に結晶成長で形成してもよい。細孔６１２の直下において、基材６１６は開口されている。基材６１６の開口径φ_２は、細孔の径φ_１より十分に大きく、数百μｍ程度（たとえば２００〜３００μｍ）とすることができる。その限りでないが、ＳｉＯ_２の上に、Ｓ_ｉを成長し、その上にＳｉ_３Ｎ_４薄膜を形成した上で、基材６１６を裏面側からエッチングにより開口し、またフィルム６１４を開口してもよい。

図４（ａ）を参照する。ポアデバイス６００は、ポアチップ６１０、第１絶縁部材６２０、第２絶縁部材６３０、第１電極６４０、第２電極６５０を備える。

ポアチップ６１０は細孔６１２を有する。ポアチップ６１０のうち、細孔の径がナノオーダーのものをナノポアチップと称する。実施の形態に係るポアデバイス６００は、特にナノポアチップとの組み合わせに好適であるが、細孔の径に限定されずに適用可能である。なお、ナノポアチップを有するポアデバイスを特にナノポアデバイスと称する。

ポアチップ６１０は、第１絶縁部材６２０および第２絶縁部材６３０に挟み込まれる。第１絶縁部材６２０はポアチップ６１０の第１面Ｓ１と隣接しており、細孔６１２とオーバーラップする箇所に、第１開口６２２が設けられる。第２絶縁部材６３０はポアチップ６１０の第２面Ｓ２と隣接し、細孔６１２とオーバーラップする箇所に、第２開口６３２が設けられる。第１面Ｓ１は使用における鉛直上方向、第２面Ｓ２は使用における鉛直下方向を向いてもよい。

第１電極６４０は、第１絶縁部材６２０のポアチップ６１０と反対の面に形成される。第２電極６５０は、第２絶縁部材６３０のポアチップ６１０と反対の面に形成される。

ポアデバイス６００は、ポアチップ６１０によって第１空間６０２と第２空間６０４に隔てられている。ポアデバイス６００は、第１空間６０２、第２空間６０４それぞれに、電解液を注入可能に構成される。またポアデバイス６００は、第１空間６０２に測定対象の粒子を含む被測定検体を注入可能に構成される。

以上がポアデバイス６００の基本構成である。続いてその利点を説明する。図５（ａ）は、図３（ｂ）のポアデバイス１００Ｓの寄生素子の分布を示す断面図であり、図５（ｂ）は、図４のポアデバイス６００の寄生素子の分布を示す断面図である。

図５（ａ）を参照すると、従来のポアデバイス１００Ｓは、電極Ｅ３とＥ４の間に寄生容量Ｃ_０が形成される。細孔６１２の径φがナノオーダー、ポアチップ１０２の厚みｄ_０が数百ミクロン〜数ｍｍとすると、寄生容量Ｃ_０は、厚みｄ_０により支配的に規定される。

図５（ｂ）を参照する。図４のポアデバイス６００では、第１電極６４０と第２電極６５０の間の寄生容量Ｃは、寄生容量Ｃｄ_１とＣ_０とＣｄ_２の直列接続とみなすことができる。
１／Ｃ＝１／Ｃｄ_１＋１／Ｃ_０＋１／Ｃｄ_２
Ｃ＝｛１／Ｃｄ_１＋１／Ｃ_０＋１／Ｃｄ_２｝^−１ …（１）

Ｃｄ_１＝Ｃｄ_２＝Ｃｄとすると、
Ｃ＝｛２／Ｃｄ＋１／Ｃ_０｝^−１
＝Ｃ_０／｛１＋２Ｃ_０／Ｃｄ｝ …（２）
１＋２Ｃ_０／Ｃ_ｄ＞１であるから、Ｃ＜Ｃ_０が成り立つ。なお、Ｃ＜Ｃ_０は、Ｃｄ_１≠Ｃｄ_２の場合にも成立する。

Ｃ_０／Ｃｄをパラメータαに置き換えると、ポアデバイス６００における寄生容量Ｃは、ポアデバイス１００Ｓにおける寄生容量Ｃ_０の、１／（１＋２α）倍とすることができる。

ポアチップ６１０に関して、寄生容量Ｃ_０に寄与する電極面積をＳ_０、誘電率をεとするとき、寄生容量Ｃ_０は以下の式（３）で近似できる。
Ｃ_０＝εＳ_０／ｄ_０ （３）

第１絶縁部材６２０に関して、寄生容量Ｃｄ_１に寄与する電極面積をＳ_１、誘電率をε_１とするとき、寄生容量Ｃｄ_１は以下の式（４）で近似できる。
Ｃｄ_１＝ε_１Ｓ_１／ｄ_１ （４）

同様に第２絶縁部材６３０に関して、寄生容量Ｃｄ_２に寄与する電極面積をＳ_２、誘電率をε_２とするとき、寄生容量Ｃｄ_２は以下の式（５）で近似できる。
Ｃｄ_２＝ε_２Ｓ_２／ｄ_２ （５）

ε＝ε_１＝ε_２、Ｓ_０＝Ｓ_１＝Ｓ_２と近似すると、Ｃｄ_１＝Ｃ_０×ｄ_０／ｄ_１、Ｃｄ_２＝Ｃ_０×ｄ_０／ｄ_２となる。したがってポアデバイス６００の電極間容量Ｃは、
Ｃ＝｛１／Ｃ_０×１／Ｃｄ_１＋１／Ｃｄ_２｝^−１
＝Ｃ_０×｛１＋ｄ_１／ｄ_０＋ｄ_２／ｄ_０｝^−１
＝Ｃ_０×｛１＋（ｄ_１＋ｄ_２）／ｄ_０｝
と近似できる。

第１絶縁部材６２０と第２絶縁部材６３０の厚みの合計ｄ_１＋ｄ_２を、ポアチップ６１０の厚みｄ_０と等しくした場合、寄生容量を１／２に減らすことができる。

第１絶縁部材６２０と第２絶縁部材６３０の厚みの合計ｄ_１＋ｄ_２を、ポアチップ６１０の厚みｄ_０の２倍とした場合、寄生容量を１／３に減らすことができる。

第１絶縁部材６２０と第２絶縁部材６３０の厚みの合計ｄ_１＋ｄ_２を、ポアチップ６１０の厚みｄ_０の４倍とした場合、寄生容量を１／５に減らすことができる。

このように実施の形態に係るポアデバイス６００によれば、電極６４０と６５０の間の寄生容量を低減できる。

またポアデバイス６００は、電解質溶液と接触する電極６４０，６５０は、ポアデバイス６００に集積化され、低コストである。したがってポアデバイス６００を備える微粒子測定システムの運用コストを下げることができる。

さらにポアデバイス６００は、図３（ｂ）のポアデバイス１００Ｓに比べて製造の観点でも有利である。具体的には図３（ｂ）のポアデバイス１００Ｓは、ポアチップ１０２を製造する際に、細孔を形成するプロセスと、電極を形成するプロセスが必要となる。これに対して、図４のポアデバイス６００では、電極は、第１絶縁部材６２０、第２絶縁部材６３０側に形成されるため、ポアチップ６１０には細孔６１２のみが形成され、電極を形成する必要がない。すなわち、ポアデバイス６００は、ナノオーダーの細孔の形成プロセスと電極形成プロセスを分離できるという利点を有する。

本発明は、上述の説明から導かれるさまざまな装置、方法に及ぶものであり、特定の構成に限定されるものではない。以下、本発明の範囲を狭めるためではなく、発明の本質や動作の理解を助け、またそれらを明確化するために、より具体的な構成例や実施例を説明する。

（実施例１）
図６は、実施例１に係るポアデバイス６００Ａの層構造を示す断面図である。ポアデバイス６００Ａは、ポアチップ６１０、第１絶縁部材６２０、第２絶縁部材６３０、第１電極６４０、第２電極６５０、第３絶縁部材６６０、第４絶縁部材６７０を備える。

第３絶縁部材６６０は、第１絶縁部材６２０と隣接して設けられる。第３絶縁部材６６０は、第１開口６２２とオーバーラップする箇所に設けられた第３開口６６２を有する。第３開口６６２の径は、第１開口６２２の径より大きく、第１電極６４０の一部６４２は、第３開口６６２において露出している。第１開口６２２および第３開口６６２は、図４の第１空間６０２に対応する。第１空間６０２には、被測定検体および電解質溶液が注入される。

第１電極６４０は、反対側の一部６４４において、計測装置２００のインタフェースソケットに設けられたピンＰ１と接触可能な態様で露出している。この例では、第３絶縁部材６６０の一部分６６４が切り欠かれ（あるいは開口されて）ており、第１電極６４０の一部６４４が使用における鉛直上側に露出している。

第４絶縁部材６７０は第２絶縁部材６３０と隣接して設けられる。第４絶縁部材６７０は、第２開口６３２とオーバーラップする箇所に設けられた凹部６７２を有する。凹部６７２において第２電極６５０の一端６５２が露出している。

第２電極６５０は、反対側の一部６５４において、計測装置２００のインタフェースソケットに設けられたピンＰ２と接触可能な態様で露出している。この例では、第４絶縁部材６７０の一部分６７４が、切り欠かかれて（あるいは開口されて）おり、第２電極６５０の一部６５４が使用における鉛直下側に露出している。

第２開口６３２と凹部６７２は、図４の第２空間６０４に対応する。第４絶縁部材６７０には、第２空間６０４に電解質溶液を注入するための注入口（図６に不図示、図７、図８の６７６）が設けられる。また第２絶縁部材６３０には、第２空間６０４に電解質溶液を注入する際の空気抜き用の穴（図６に不図示、図８の排気口６３４）が設けられる。

第３絶縁部材６６０、第１電極６４０および第１絶縁部材６２０は、第１カバー部材６８０を形成する。また第２絶縁部材６３０、第２電極６５０および第４絶縁部材６７０は、第２カバー部材６８２を形成する。ポアデバイス６００Ａは、ポアチップ６１０を、第１カバー部材６８０と第２カバー部材６８２によって挟み込んだ構造と把握できる。ポアチップ６１０は消耗品であるから、第１カバー部材６８０および第２カバー部材６８２を使い回して、ポアチップ６１０のみを交換することで、システムの運用コストが削減できる。

第１電極６４０、第２電極６５０の形成方法は特に限定されないが、たとえば電極ペーストを塗布することで形成することができる。第１電極６４０、第２電極６５０それぞれの電解質溶液に浸漬する一部６４２，６５２は、銀・塩化銀電極（Ａｇ／ＡｇＣｌ）とするとよい。電解質溶液に浸漬と接触しない部分は、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、プラチナ（Ｐｔ）などを用いることができる。

図７は、図６のポアデバイス６００Ａの斜視図である。第４絶縁部材６７０には、電解質溶液を第２空間６０４に注入するための注入口６７６が設けられる。注入口６７６は、第４絶縁部材６７０に設けられた流路を介して、第２空間６０４（凹部６７２）と連通している。第３絶縁部材６６０、第１絶縁部材６２０、第２絶縁部材６３０それぞれの、注入口６７６とオーバーラップする部分には切り欠きが設けられる。これにより電解質溶液が注入可能である。

図８は、図６のポアデバイス６００Ａの組み立て図である。第２絶縁部材６３０には排気口６３４が設けられる。排気口６３４は、第２絶縁部材６３０に設けられた流路を介して、第２空間６０４（第２開口６３２）と連通している。第３絶縁部材６６０、第１絶縁部材６２０それぞれの、排気口６３４とオーバーラップする部分には切り欠きが設けられる。

図９は、図６のポアデバイス６００Ａを収容するインタフェースソケット７００を示す図である。インタフェースソケット７００は、容器７１０と上蓋７２０とを備える。容器７１０は、ポアデバイス６００Ａを収容するための空間７１２を有する。空間７１２の底部には、ポアデバイス６００Ａを収容した状態で第２電極６５０の一部６５４と接触可能なピンＰ２が設けられる。ピンＰ２は、ＳＭＡ（Sub Miniature Type A）や中空同軸用のコネクタ７１４と接続される。ピンＰ２は、ポゴピンを用いてもよい。

インタフェースソケット７００の容器７１０にポアデバイス６００Ａを収容した状態で、第３開口６６２から電解質溶液および被測定検体が注入される。また注入口６７６から電解質溶液が注入される。これにより第１空間６０２が電解質溶液および被測定検体で満たされ、第２空間６０４が電解質溶液で満たされる。

上蓋７２０には、第１電極６４０の一部６４４と接触可能なピンＰ１が設けられる。ピンＰ１は、ＳＭＡ（Sub Miniature Type A）や中空同軸用のコネクタ７２２と接続される。ピンＰ２は、ポゴピンを用いてもよい。

（実施例２）
図１０は、実施例２に係るポアデバイス６００Ｂの層構造を示す断面図である。図１１は、図１０のポアデバイス６００Ｂの斜視図である。実施例１との相違点を説明する。実施例２では、第１電極６４０に対して、ピンＰ１が下側からコンタクトする。すなわち第１電極６４０の一部６４４は、使用における鉛直下方向に露出している。具体的には第１絶縁部材６２０、第２絶縁部材６３０、第４絶縁部材６７０は一部が切り欠かれており、第１電極６４０は、その一部６４４が下側に露出している。

図１２（ａ）、（ｂ）は、図１０のポアデバイス６００Ｂの第１カバー部材６８０および第２カバー部材６８２の斜視図である。図１２（ａ）を参照する。第１カバー部材６８０は、図１０の第１絶縁部材６２０および第３絶縁部材６６０に対応する。第１絶縁部材６２０のコーナーには、第１電極６４０の一部６４４を露出させるために切り欠きが設けられる。また、第１絶縁部材６２０および第３絶縁部材６６０は、注入口６７６が設けられるコーナー、排気口６３４が設けられるコーナーに切り欠きが設けられる。

第１絶縁部材６２０の底面には、ポアチップ６１０を収容するための溝６２４が形成される。また、溝６２４の内側には、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）などのシール部材（図１３の６９０）を埋め込むための溝６２６が形成される。シール部材６９０は、ガスケット、パッキン、Ｏリングなどとも称される。

図１２（ｂ）を参照する。第２カバー部材６８２は、図１０の第２絶縁部材６３０および第４絶縁部材６７０に対応する。第２絶縁部材６３０および第４絶縁部材６７０のコーナーには、第１電極６４０の一部６４４を露出させるために切り欠きが設けられる。また第２絶縁部材６３０のコーナーには、注入口６７６を露出させるための切り欠きが設けられる。

第２絶縁部材６３０の上面には、ポアチップ６１０を収容するための溝６３６が形成される。また、溝６３６の内側には、シール部材（図１３の６９２）を埋め込むための溝６３８が形成される。

第２絶縁部材６３０は、２層６３０ａ、６３０ｂで構成してもよい。これら２層６３０ａ、６３０ｂのうち一方には溝６３５が形成される。この溝６３５は、排気口６３４と第２空間６０４とを連通する流路となる。

第４絶縁部材６７０は、２層６７０ａ、６７０ｂで構成してもよい。これら２層６７０ａ、６７０ｂのうち一方には溝６７７が形成される。この溝６７７は、注入口６７６と第２空間６０４とを連通する流路となる。

図１３は、図１２（ａ）、（ｂ）の第１カバー部材６８０、第２カバー部材６８２の層構造を示す断面図である。ポアチップ６１０は、第１絶縁部材６２０の底面、第２絶縁部材６３０の上面に形成された溝に嵌合し、固定される。またシール部材６９０，６９２によって、第１カバー部材６８０と第２カバー部材６８２の接触面を伝って周囲に溶液が漏れるのが抑制される。

（実施例３）
図１４は、実施例３に係るポアデバイス６００Ｃの断面図である。実施例３では、第１電極６４０に対して、ピンＰ１が下側からコンタクトし、第２電極６５０に対して、ピンＰ２が上側からコンタクトする。

すなわち第１電極６４０の一部６４４は、使用における鉛直下方向に露出している。具体的には第１絶縁部材６２０、第２絶縁部材６３０、第４絶縁部材６７０は一部が切り欠かれており、第１電極６４０は、その一部６４４が下側に露出している。

第２電極６５０の一部６５４は、使用における鉛直上方向に露出している。具体的には第１電極６４０、第１絶縁部材６２０、第２絶縁部材６３０は一部が切り欠かれており、第２電極６５０は、その一部６５４が上側に露出している。

（実施例４）
図１５は、実施例４に係るポアデバイス６００Ｄの断面図である。実施例４３では、第１電極６４０に対して、ピンＰ１が上側からコンタクトし、第２電極６５０に対して、ピンＰ２が上側からコンタクトする。

すなわち第１電極６４０の一部６４４は、使用における鉛直上方向に露出している。具体的には第３絶縁部材６６０は一部が切り欠かれており、第１電極６４０は、その一部６４４が上側に露出している。

第２電極６５０の一部６５４も、使用における鉛直上方向に露出している。具体的には第１絶縁部材６２０、第２絶縁部材６３０は一部が切り欠かれており、第２電極６５０は、その一部６５４が上側に露出している。

以上、本発明について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。

第１電極６４０、第２電極６５０は、電極ペーストのほか、金属板を貼り付けてもよいし、スパッタリングで形成してもよい。

本明細書では微粒子計測装置について説明したが本発明の用途はそれに限定されず、ＤＮＡシーケンサをはじめとするポアデバイスを用いた微小電流計測を伴う計測器に広く用いることができる。

実施の形態にもとづき本発明を説明したが、実施の形態は、本発明の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本発明の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。

１ 微粒子測定システム
２ 電解液
４ 粒子
６００ ポアデバイス
６０２ 第１空間
６０４ 第２空間
６１０ ポアチップ
６１２ 細孔
Ｓ１ 第１面
Ｓ２ 第２面
６２０ 第１絶縁部材
６２２ 第１開口
６３０ 第２絶縁部材
６３２ 第２開口
６３４ 排気口
６４０ 第１電極
６５０ 第２電極
６６０ 第３絶縁部材
６６２ 第３開口
６７０ 第４絶縁部材
６７２ 凹部
６７４ 切り欠き部
６７６ 注入口
６８０ 第１カバー部材
６８２ 第２カバー部材
６９０ 第１シール部材
６９２ 第２シール部材
７００ インタフェースソケット
７１０ 容器
７２０ 上蓋
１００ ポアデバイス
２００ 計測装置
２０２ フロントエンド回路
２１０ トランスインピーダンスアンプ
２２０ 電圧源
２３０ デジタイザ
３００ データ処理装置

Claims (12)

1. 細孔を有するポアチップと、
   前記ポアチップの第１面と隣接し、前記細孔とオーバーラップする箇所に第１開口が設けられた第１絶縁部材と、
   前記ポアチップの第２面と隣接し、前記細孔とオーバーラップする箇所に第２開口が設けられた第２絶縁部材と、
   前記第１絶縁部材の前記ポアチップと反対の面に設けられた第１電極と、
   前記第２絶縁部材の前記ポアチップと反対の面に設けられた第２電極と、
   を備えることを特徴とするポアデバイス。
2. 前記第１絶縁部材と隣接して設けられる第３絶縁部材をさらに備え、
   前記第３絶縁部材は、前記第１開口とオーバーラップする箇所に設けられ、前記第１開口よりも径が大きい第３開口を有し、前記第３開口において前記第１電極の一端が露出することを特徴とする請求項１に記載のポアデバイス。
3. 前記第１絶縁部材と前記第３絶縁部材は、第１カバー部材を形成することを特徴とする請求項２に記載のポアデバイス。
4. 前記第２絶縁部材と隣接して設けられる第４絶縁部材をさらに備え、
   前記第４絶縁部材は、前記第２開口とオーバーラップする箇所に設けられた凹部を有し、前記凹部において前記第２電極の一端が露出することを特徴とする請求項１または２に記載のポアデバイス。
5. 前記第２絶縁部材と前記第４絶縁部材は、第２カバー部材を形成することを特徴とする請求項４に記載のポアデバイス。
6. 前記第２カバー部材には、前記凹部と連通する注入口が設けられることを特徴とする請求項５に記載のポアデバイス。
7. 前記第２カバー部材には、前記第２開口と連通する空気抜き用の排気口が設けられることを特徴とする請求項５または６に記載のポアデバイス。
8. 前記ポアデバイスは、インタフェースソケットに着脱可能に収容され、
   前記インタフェースソケットは、
   前記ポアデバイスを収容する凹部が設けられた容器と、
   上蓋と、
   を含むことを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載のポアデバイス。
9. 前記第１電極および前記第２電極それぞれの一部は、ポゴピンが接触可能な態様で露出していることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載のポアデバイス。
10. 前記第１電極および前記第２電極それぞれの一部は、使用時における鉛直下方向に露出することを特徴とする請求項９に記載のポアデバイス。
11. 前記第１電極および前記第２電極の一方の一部は、使用時における鉛直下方向に露出し、他方の一部は、使用時における鉛直上方向に露出することを特徴とする請求項９に記載のポアデバイス。
12. 請求項１から１１のいずれかに記載のポアデバイスと、
    前記ポアデバイスが装着されるインタフェースソケットを有する計測装置と、
    を備えることを特徴とする微粒子測定システム。

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