JP5641213B2 - 連続的2次元粒子分離装置および粒子分離方法 - Google Patents
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- 粒径がR1〜R2μm(R1<R2、R2は1000以下)である粒子を分離するための、ポリマー、ガラス、あるいは金属材料によって構成された連続的2次元粒子分離装置であって、
(1)外部からの溶液の連続的な導入を可能とする、少なくとも1つの導入口Iと、
(2)溶液の連続的な回収を可能とする、少なくとも1つの回収口Oと、を有する流路構造Cを有しており、
前記流路構造Cは、
(3)前記流路構造Cにおけるある地点Pにおける流路断面S1において、前記流路構造Cを流れる粒子の中心位置が、前記流路断面S1におけるある一点X1を中心とした直径3×R2の円の内部を通過するような、地点Pを少なくとも一箇所有し、
(4)また、前記地点Pと、前記地点Pより下流の地点Qとの間に、大きさによって粒子を分離するための構造Eを有することによって、前記地点Qにおける流路断面S2において前記流路構造Cを流れる粒子の中心位置の差が、流路断面S1における粒子の中心位置の差と比較して、流路断面S2におけるある方向Aに、大きさによって増幅され、
(5)また、前記地点Pと前記地点Qの間に、粒子の磁性、電荷、比重のうち、少なくとも1つの要因に応じて粒子を分離するための流路部分Fを有することによって、前記地点Qにおける流路断面S2において前記流路構造Cを流れる粒子の中心位置の差が、前記流路断面S1における粒子の中心位置の差と比較して、流路断面S2における方向Aとは異なる方向Bに、粒子の磁性、電荷、比重のうち、少なくとも1つの要因に応じて増幅され、
(6)また、点Qより下流における分岐点BXにおいて、独立した回収口O1〜On(n≧2)に接続されるn個の出口分岐流路OC1〜OCnに分岐している連続的2次元粒子分離装置。 - 前記点X1は、前記流路断面S1における流路壁面に存在する請求項1に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記流路断面S1の形状は矩形であり、前記点X1は、矩形の頂点の一つである請求項1に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記流路構造Cは、前記地点Pより上流における地点Mにおいて分岐し、地点Pと地点Mの間における地点Nにおいて再合流する分岐流路CBを、少なくとも1つ有している請求項1乃至3のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 粒径がR1〜R2μm(R1<R2、R2は1000以下)である粒子を分離するための、ポリマー、ガラス、あるいは金属材料によって構成された連続的2次元粒子分離装置であって、
(1)外部からの溶液の連続的な導入を可能とする、少なくとも1つの導入口Iと、
(2)溶液の連続的な回収を可能とする、少なくとも1つの回収口Oと、を有する流路構造Cを有しており、
前記流路構造Cは、
(3)前記流路構造Cにおけるある地点Pにおける流路断面S1において、前記流路構造Cを流れる粒子の中心位置が、前記流路断面S1におけるある一点X1を中心とした直径3×R2の円の内部を通過するような、地点Pを少なくとも一箇所有し、
(4)また、前記地点Pと、前記地点Pより下流の地点Qとの間に、大きさによって粒子を分離するための構造Eを有することによって、前記地点Qにおける流路断面S2において前記流路構造Cを流れる粒子の中心位置の差が、流路断面S1における粒子の中心位置の差と比較して、流路断面S2におけるある方向Aに、大きさによって増幅され、
(5)また、前記地点Pと前記地点Qの間に、粒子の磁性、電荷、比重のうち、少なくとも1つの要因に応じて粒子を分離するための流路部分Fを有することによって、前記地点Qにおける流路断面S2において前記流路構造Cを流れる粒子の中心位置の差が、前記流路断面S1における粒子の中心位置の差と比較して、流路断面S2における方向Aとは異なる方向Bに、粒子の磁性、電荷、比重のうち、少なくとも1つの要因に応じて増幅され、
(6)また、それぞれ独立した導入口I1とI2に接続されている粒子導入流路CI1と溶液導入流路CI2が、地点Pより上流における合流点Gにおいて合流している連続的2次元粒子分離装置。 - 前記合流点Gの直前における、粒子導入流路CI1の幅、深さ及び直径等のうちのいずれかの値が、合流点Gにおける、溶液導入流路CI2の幅、深さ及び直径等の値のいずれかの値に対して、2分の1以下である請求項5に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記流路構造Cは、前記地点Pより上流において、前記流路構造Cの断面積が徐々にあるいは段階的に縮小する部分Hを有している請求項1乃至6のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記構造Eは、前記流路構造Cの断面積が徐々にあるいは段階的に増加する構造E1である請求項1乃至7のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記構造Eは、粒子が導入される分岐流路CD1と、導入されない分岐流路CD2からなる分岐構造E2である請求項1乃至7のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記構造Eは、流路構造Cの断面積が徐々にあるいは段階的に増加する構造E1と、粒子が導入される分岐流路CD1と導入されない分岐流路CD2からなる分岐構造E2を組み合わせた構造E3である請求項1乃至7のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記構造Eは、流路構造C内に2次元的に規則的に配置された障害物構造を有する構造E4である請求項1乃至7のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記流路構造C近傍に永久磁石を配置することで、前記流路部分Fにおいて磁場を作用させることを可能とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記流路構造Cの周囲にコイル状電極を配置し、電流を発生させることで、前記流路部分Fにおいて磁場を作用させることを可能とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記流路構造Cの上下あるいは左右に電極を配置し、電圧を印加することで、前記流路部分Fにおいて電場を作用させることを可能とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記流路部分Fにおいて、粒子に対し重力あるいは遠心力を作用させることを可能とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記流路断面S2の形状は矩形であり、方向Aと方向Bは矩形の縦あるいは横方向であり、それらは直交する、請求項1乃至15のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記分岐点BXにおいて、h×i=j(h、i≧2)個の分岐流路が2次元的に配置されている、請求項1に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記流路構造Cは、前記点Qより下流において、前記流路構造Cにおけるある側面SKに分岐点群BX1〜BXm(m≧2)を有しており、また前記流路構造Cは、それぞれの分岐点BX1〜BXmにおいて、あるいはそれぞれの分岐点BX1〜BXmよりさらに下流における分岐点BY1〜BYmにおいて、k個(k≧1)の出口分岐流路OC11〜OCmkに分岐している請求項1乃至16のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記粒子は、動植物細胞、ウイルス、バクテリア等の生体粒子である請求項1乃至18のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記粒子は、動植物細胞、ウイルス、バクテリア等の生体粒子に対し、磁気微粒子を結合させた粒子複合体である請求項1乃至19のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 前記流路構造Cは、アクリル樹脂、ポリジメチルシロキサン、ポリカーボネート等の平板状の樹脂基板上に形成された溝構造が、別の基板と物理的あるいは化学的に張り合わせられることによって形成されている、請求項1乃至20のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置。
- 請求項1乃至21のいずれか1項に記載の連続的2次元粒子分離装置に対し、粒子を含む溶液を連続的に導入することで粒子を分離する、粒子分離方法。
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