JP5257900B2 - ゼータ電位測定装置及びゼータ電位測定方法 - Google Patents
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Description
本発明の実施形態に係るゼータ電位測定装置1は、図1に示すように、微粒子や細胞等の測定対象物が分散しているサンプル溶液200を収容し、第1のリザーバ11、第2のリザーバ12、及び第1のリザーバ11と第2のリザーバ12間を移動するサンプル溶液200中の測定対象物が通過し、測定対象物が移動する方向と垂直な断面積が第1のリザーバ11及び第2のリザーバ12より小さいアパーチャー13を有するマイクロチャネル10と、第1のリザーバ11及び第2のリザーバ12間に電圧を印加して、第1のリザーバ11と第2のリザーバ12間を流れる電流の電流値を一定時間測定する電流測定装置20と、一定時間のうちで電流値が一時的に減少する電流減少時間で測定対象物が通過するアパーチャー13の経路長を除算して測定対象物の電気泳動速度を算出し、その電気泳動速度を用いて測定対象物のゼータ電位を算出する算出装置30とを備える。図1では、マイクロチャネル10の平面図を示している。
U=(ε/η)ζ ・・・(1)
式(1)で、Uは測定対象物100の電気泳動移動度、ε、ηはそれぞれサンプル溶液200の誘電率、粘性係数である。
Ra=la/(σhwa) ・・・(2)
Rb=lb/{σh(wc−wa)}×ln(wc/wa) ・・・(3)
Rc=lc/(σhwc) ・・・(4)
ここで、σはサンプル溶液200の電気伝導率、la、waはアパーチャー部分P13の経路長と幅、lbは接続部分P112、P122の経路長、lc、wcは直方体部分P111、P121の経路長と幅、hはマイクロチャネル10の高さである。
Raa=2arctan{(φ/2)/(hwa/π−(φ/2)2)1/2}/[ σ{π(hwa−π(φ/2)2)}1/2]+(la−φ)/(σhwa) ・・・(5)
式(5)で、φは測定対象物100の直径である。
R1=Ra+2×(Rb+Rc) ・・・(6)
R2=Raa+2×(Rb+Rc) ・・・(7)
V/R1−V/R2=ΔI ・・・(8)
10…マイクロチャネル
11…第1のリザーバ
12…第2のリザーバ
13…アパーチャー
20…電流測定装置
30…算出装置
100…測定対象物
101…シリコンゴム
102…ガラス基板
111、121…開口部
200…サンプル溶液
201…負電極
202…正電極
Claims (7)
- 測定対象物が分散しているサンプル溶液を収容し、第1のリザーバ、第2のリザーバ、及び前記第1のリザーバと前記第2のリザーバ間を移動する前記サンプル溶液中の前記測定対象物が通過し、前記測定対象物が移動する方向と垂直な断面積が前記第1及び第2のリザーバより小さいアパーチャーを有するマイクロチャネルと、
前記第1及び第2のリザーバ間に電圧を印加して、前記第1及び第2のリザーバ間を流れる電流の電流値を一定時間測定する電流測定装置と、
前記一定時間のうちで前記電流値が一時的に減少する電流減少時間で前記測定対象物が通過する前記アパーチャーの経路長を除算して前記測定対象物の電気泳動速度を算出し、該電気泳動速度を用いて前記測定対象物のゼータ電位を算出する算出装置と
を備えることを特徴とするゼータ電位測定装置。 - 前記第1及び第2のリザーバの前記アパーチャーとの接続部が、前記アパーチャーに向かって徐々に断面積が小さくなる構造であることを特徴とする請求項1に記載のゼータ電位測定装置。
- 前記マイクロチャネルの前記サンプル溶液に接する表面にポリマーコーティングが施されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のゼータ電位測定装置。
- 前記算出装置が、前記電流減少時間における前記電流値の減少値と前記マイクロチャネル中の前記サンプル溶液の電気抵抗を用いて、前記測定対象物の粒径を算出することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のゼータ電位測定装置。
- 測定対象物が分散しているサンプル溶液を収容し、第1のリザーバ、第2のリザーバ、及び前記第1のリザーバと前記第2のリザーバ間を移動する前記サンプル溶液中の前記測定対象物が通過し、前記測定対象物が移動する方向と垂直な断面積が前記第1及び第2のリザーバより小さいアパーチャーを備えたマイクロチャネルを用意するステップと、
前記第1及び第2のリザーバ間に電圧を印加して、前記第1及び第2のリザーバ間を流れる電流の電流値を一定時間測定するステップと、
前記一定時間のうちで前記電流値が一時的に減少する電流減少時間で前記測定対象物が通過する前記アパーチャーの経路長を除算して前記測定対象物の電気泳動速度を算出するステップと、
前記電気泳動速度を用いて前記測定対象物のゼータ電位を算出するステップと
を含むことを特徴とするゼータ電位測定方法。 - 前記マイクロチャネルの前記サンプル溶液に接する表面にポリマーコーティングを施すステップを更に含むことを特徴とする請求項5に記載のゼータ電位測定方法。
- 前記電流減少時間における前記電流値の減少値と前記マイクロチャネル中の前記サンプル溶液の電気抵抗を用いて、前記測定対象物の粒径を算出するステップを更に含むことを特徴とする請求項5又は6に記載のゼータ電位測定方法。
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