TW201400083A - 氣泡噴出構件及其製造方法、氣液噴出構件及其製造方法、局部電燒裝置及局部電燒方法、射出裝置及射出方法、電漿氣泡噴出構件以及治療裝置及治療方法 - Google Patents

氣泡噴出構件及其製造方法、氣液噴出構件及其製造方法、局部電燒裝置及局部電燒方法、射出裝置及射出方法、電漿氣泡噴出構件以及治療裝置及治療方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供在對細胞等之加工對象物進行加工時，加工部不會承受熱所造成之損害，並可局部地加工，加工後容易再結合或再生進而，可高效率地導入射出物質之裝置、及產生含有電漿之氣泡的裝置。藉使用氣泡噴出構件之局部電燒裝置，可對加工對象物局部地且不會產生損害地進行加工，而該氣泡噴出構件係包含：以導電材料所形成的芯材；外廓部，係以絕緣材料所形成，並覆蓋該芯材，而且包含從該芯材之尖端所延伸的部分；及空隙，係形成於該外廓部之延伸的部分與該芯材的尖端之間。又，藉由更將外側外廓部設置於外廓部的外周，可放出吸附了含有射出物質之溶液的氣泡，並可一面對加工對象物進行局部電燒，一面導入射出物質。又，包含一對電極，係以導電材料所形成，並用以使惰性氣體產生電漿；用以使液體流動的液體流路；及微細流路，係用以使惰性氣體、含有電漿的惰性氣體、及包含含有電漿之惰性氣體之氣泡的液體流動；該液體流路及該微細流路係藉由在比該微細流路之產生電漿的部分更下游側連接，而產生含有電漿的氣泡，因為在液體中亦可維持電漿狀態，所以能以電漿治療生物組織。

Description

氣泡噴出構件及其製造方法、氣液噴出構件及其製造方法、局部電燒裝置及局部電燒方法、射出裝置及射出方法、電漿氣泡噴出構件以及治療裝置及治療方法
本發明係有關於氣泡噴出構件及其製造方法、氣液噴出構件及其製造方法、局部電燒裝置及局部電燒方法、注射裝置及注射方法、電漿氣泡噴出構件以及治療裝置及治療方法，尤其係有關於將局部電燒裝置及射出裝置浸泡於溶液，並從氣泡噴出構件或氣液噴出構件的尖端放出藉由對該局部電燒裝置及射出裝置施加高頻電壓所產生微奈米氣泡(以下亦有時記載為「氣泡」)，再以所放出的氣泡對生物細胞等之加工對象物進行加工的局部電燒方法、以及與以局部電燒方法對生物細胞等之加工對象物進行加工同時將在氣泡之界面所吸附之溶液所含的射出物質導入加工對象物的射出方法。又，本發明係有關於使用含有藉對治療裝置施加高頻電壓所 產生之電漿的氣泡，治療細胞等之生物組織的治療方法。
伴隨近年來之生物科技的發展，對細胞之膜或壁鑽孔，並從細胞除去細胞核或DNA等之核酸物質之對細胞的導入等，細胞等之局部加工的要求高漲。作為局部加工技術(以下亦有時記載為「局部電燒法」)，採用使用電性手術刀之探針的接觸加工技術、或使用雷射等之非接觸電燒技術等的方法廣為人知。尤其，電性手術刀之接觸加工技術係最近想出藉由抑制於數微米等級的燒結面，抑制熱侵襲區域，而提高解析度的技術(參照非專利文獻1)。
又，在雷射加工，飛秒雷射之躍進顯著，在最近想出進行細胞加工之技術(參照非專利文獻2)或在液相中抑制氣泡產生的雷射加工技術。
可是，在以往之使用電性手術刀之探針的接觸加工技術中，因為具有藉連續高頻波所產生之焦耳熱燒斷對象物的性質，所以切斷面之粗糙度與熱對周邊組織之熱侵襲的影響大，尤其在液相中之生物材料加工熱所造成之切斷面的損害大(問題點1)，因蛋白質之變性或酰胺鍵之寸斷，難再結合或再生(問題點2)。又，在連續的加工中，因為對探針之所切開之蛋白質的吸附或熱所產生之氣泡的吸附，切開面之觀察環境顯著惡化，而具有高解析性加工係困難的問題(問題點3)。
又，在藉飛秒雷射等之雷射的非接觸加工技 術，亦因高密度能量局部地碰到而存在切斷面周圍組織之熱的影響，尤其在液相中之對象物的加工中，因在加工時所產生之熱所造成的氣泡等的產生，而難連續地加工(問題點4)。又，在使用飛秒雷射等之雷射對液相中之對象物進行加工時具有難接近加工對象物的問題(問題點5)。
另一方面，作為對細胞等導入核酸物質等之 局部性的物理性射出技術(射出方法)，廣知電穿孔法、使用超音波之聲孔效應技術及粒子槍法等。電穿孔法係對細胞等供給電脈波，藉由提高細胞膜透過性，進行射出的技術，係作為對脂質雙重膜等之柔軟之薄的細胞膜的射出技術所想出(參照非專利文獻3)。又，使用超音波之聲孔效應技術係作為使超音波碰觸氣泡而使廣範圍之氣泡產生孔蝕而進行射出者所想出(參照非專利文獻4)。其他的之粒子槍法係使想導入的物質附著於粒子後，以物理方法打入對象物的技術。
可是，在以往之電穿孔法，在藉電場強度提 高細胞膜之透過性上有極限，對具有不是柔軟之脂質雙重膜，而是硬的細胞膜或細胞壁的對象物難射出(問題點6)，由於電極之配置等的限制，難對局部性瞄準位置射出。又，在使用超音波之聲孔效應技術，超音波之集中係困難，產生局部性之氣泡的孔蝕，以提高解析度係困難(問題點7)。
另一方面，在藉粒子槍法之射出方法中，亦 具有因要附著於粒子表面之物質在打入粒子時從表面脫 離而導入效率低的問題(問題點8)。又，在電穿孔法、使用超音波之聲孔效應技術及粒子槍法，射出物質之消耗量多，亦具有難射出貴重之物質的問題(問題點9)。
又，已知電漿可貢獻於惡性細胞之消滅或生 物組織的治療。可是，在以往之電漿技術，難使產生電漿之狀態存在於溶液中，而採用一度使電極附近的氣體產生電漿後，使用所產生之電漿，在溶液中產生含有電漿之氣泡的手法，但是無法長時間保持電漿狀態，又，亦難使氣泡一面維持電漿狀態一面移動(問題點10，參照非專利文獻5、6)。
[先前技術文獻] [非專利文獻]
[非專利文獻1]D. Palanker et al., J. Cataract. Surgery，38，127~132 (2010)
[非專利文獻2]T. Kaji et al., Applied Physics Letters，91，023904(2007)
[非專利文獻3]杉村厚et al.，化學與生物，29(1)，54~60，(1991)
[非專利文獻4]工藤信樹et al.，生醫工程學會誌，43(2)，231-237，(2005)
[非專利文獻5]M. Kanemaru et al., Plasma Sources Sci. Technol. 20，034007(2011)
[非專利文獻6]O. Sakai et al., Applied Physics Letters，93，231501，(2008)
本發明係為了解決上述之問題點1~10而開發的發明，進行專心研究的結果，新發現製作氣泡噴出構件，並使該氣泡噴出構件浸泡於溶液，藉由在溶液中施加高頻電壓，而產生氣泡，藉由將該氣泡連續地放出至加工對象物，可切削(局部電燒)加工對象物，而該氣泡噴出構件係包含：以導電材料所形成的芯材；外廓部，係以絕緣材料所形成，並覆蓋該芯材，而且包含從該芯材之尖端所延伸的部分；及空隙，係形成於該外廓部之延伸的部分與該芯材的尖端之間。
又，新發現在該氣泡噴出構件之外廓部的外側，將外側外廓部設置成具有外廓部與空間，藉由將使射出物質溶解及/或分散的溶液導入該空間，可產生在界面吸附了射出物質已溶解及/或分散之溶液的氣泡，藉由將該氣泡連續地放出至加工對象物，可切削加工對象物，而且可將包覆氣泡之溶液所含的射出物質射出至加工對象物。
新發現更包含：一對電極，係以導電材料所形成，並用以使惰性氣體產生電漿；用以使液體流動的液體流路；及微細流路，係用以使惰性氣體、含有電漿的惰性氣體、及包含含有電漿之惰性氣體之氣泡的液體流動；該液體流路及該微細流路係在比該微細流路之產生電漿的部分更下游側所連接，使惰性氣體流入該微細流路，藉由對該一對電極施加高頻電脈波，而使該流入 之惰性氣體產生電漿後，使含有電漿的惰性氣體流入與該微細流路連接之液體流路的液體時，藉液體的流體力可形成含有電漿的氣泡，而在液體中亦可維持氣泡之電漿狀態。
即，本發明之目的在於提供氣泡噴出構件及 其製造方法、氣液噴出構件及其製造方法、局部電燒裝置及局部電燒方法、注射裝置及注射方法、電漿氣泡噴出構件以及治療裝置及治療方法。
本發明係有關於以下所示之氣泡噴出構件及其製造方法、氣液噴出構件及其製造方法、局部電燒裝置及局部電燒方法、注射裝置及注射方法、電漿氣泡噴出構件以及治療裝置及治療方法。
(1)一種氣泡噴出構件，其特徵為包含：以導電材料所形成的芯材；外廓部，係以絕緣材料所形成，並覆蓋該芯材，而且包含從該芯材之尖端所延伸的部分；及空隙，係形成於該外廓部之延伸的部分與該芯材的尖端之間。
(2)如該(1)項之氣泡噴出構件，其特徵為該外廓部之延伸的部分係錐狀。
(3)一種氣液噴出構件，其特徵為：在如該(1)或(2)項之氣泡噴出構件之外廓部的外側，更設置外側外廓部，該外側外廓部係具有與該外廓部之中心軸同心的軸，並以在與該外廓部之間具有空間的方式形成於離開於該外廓部的位置。
(4)如該(3)項之氣液噴出構件，其特徵為：形成於該外廓部之延伸之部分的外側之該外側外廓部的部分是錐狀。
(5)如該(3)或(4)項之氣液噴出構件，其特徵為：在該外廓部與該外側外廓部之間的空間，包含含有射出物質的溶液。
(6)如該(1)或(2)項之氣泡噴出構件，其特徵為：更包含與該氣泡噴出構件之芯材構成一對電極的電極部；該電極部係作為與該氣泡噴出構件不同的構件，且設置於該外廓部的外面。
(7)如該(3)至(5)項中任一項之氣液噴出構件，其特徵為：更包含與該氣泡噴出構件之芯材構成一對電極的電極部；該電極部係作為與該氣泡噴出構件不同的構件，設置於該外廓部的外面或該外側外廓部的內面。
(8)如該(1)至(2)項、(6)項中任一項之氣泡噴出構件，其特徵為：將振動器設置於該氣泡噴出構件。
(9)如該(3)至(5)項、(7)項中任一項之氣液噴出構件，其特徵為：將振動器設置於該氣液噴出構件。
(10)一種局部電燒裝置，係使用如該(1)至(2)項、(6)、(8)項中任一項之氣泡噴出構件、或該(3)至(5)項、(7)、(9)項中任一項之氣液噴出構件。
(11)一種射出裝置，係使用如該(3)至(5)項、(7)、(9)項中任一項之氣液噴出構件。
(12)一種氣泡噴出構件之製造方法，其特徵為：在以絕緣材料所形成之中空管的內部使以導電材料所形成 之芯材穿過的狀態，對一部分加熱並從兩端拉斷，藉此，藉該絕緣材料與該導電材料之黏彈性的差，形成該絕緣材料覆蓋該芯材而且具有從該芯材之尖端所延伸之部分的外廓部，並將空隙形成於該外廓部之延伸的部分之內部與該芯材的尖端之間。
(13)一種氣液噴出構件之製造方法，其特徵為：係將在與如該(12)項之氣泡噴出構件的外廓部之間具有空間之大小的外側外廓部在外側重疊地設置成與該外廓部之中心軸同心軸。
(14)一種局部電燒方法，其特徵為：使如該(10)項之局部電燒裝置浸泡於溶液；藉由對由該局部電燒裝置之芯材與電極部所構成之一對電極的芯材施加高頻電脈波，而從氣泡噴出構件之尖端放出氣泡；以該氣泡對加工對象物進行加工。
(15)一種射出方法，其特徵為：在如該(11)項之射出裝置之外廓部與外側外廓部之間導入含有射出物質的溶液；使該射出裝置浸泡於溶液；藉由對由該射出裝置之芯材與電極部所構成之一對電極的芯材施加高頻電脈波，而從氣液噴出構件之尖端放出吸附了含有射出物質之溶液的氣泡；一面以該氣泡對加工對象物進行局部電燒，一面對加工對象物導入射出物質。
(16)如該(15)項之射出方法，其特徵為：藉送液泵將該含有射出物質之溶液導入外側外廓部與外廓部之間，或使氣液噴出構件之尖端部浸泡於含有射出物質之溶液，並藉毛細管現象導入。
(17)一種電漿氣泡噴出構件，其特徵為：包含一對電極，係以導電材料所形成，並用以使惰性氣體產生電漿；用以使液體流動的液體流路；及微細流路，係用以使惰性氣體、含有電漿的惰性氣體、及包含含有電漿之惰性氣體之氣泡的液體流動；該液體流路及該微細流路係在比該微細流路之產生電漿的部分更下游側所連接。
(18)如該(17)項之電漿氣泡噴出構件，其特徵為：該微細流路係包含使該產生電漿之部分比其他的微細流路更大的電漿貯存槽。
(19)如該(18)項之電漿氣泡噴出構件，其特徵為：該電極係至少含蓋電漿貯存槽的大小。
(20)一種局部電燒裝置，係使用如該(17)至(19)項中任一項之電漿氣泡噴出構件。
(21)一種治療裝置，係使用如該(17)至(19)項中任一項之電漿氣泡噴出構件。
(22)一種局部電燒方法，其特徵為：使惰性氣體流入如該(20)項之局部電燒裝置的微細流路，藉由對一對電極施加高頻電脈波，使該流入之惰性氣體產生電漿，藉由使該含有電漿的惰性氣體流入與該微細流路連接之液體流路的液體，形成含有電漿的氣泡，再以該氣泡對加工對象物進行加工。
(23)一種治療方法，其特徵為：使惰性氣體流入如該(21)項之治療裝置的微細流路，藉由對一對電極施加高頻電脈波，使該流入之惰性氣體產生電漿，藉由使該含有電漿的惰性氣體流入與該微細流路連接之液體流路 的液體，形成含有電漿的氣泡，再以該氣泡治療生物組織。
在芯材之尖端與外廓部的延伸部分所設置之空隙係作用為貯存氣泡，可在溶液中產生連續的氣泡列，在該氣泡碰撞加工對象物時，可藉氣泡破裂之力切削加工對象部。而且，因為氣泡尺寸微細，所以可儘量抑制加工對象部的損害，而可解決該問題點1。
因為藉氣泡對加工對象物進行加工，所以無熱之侵襲所造成的損害，在將生物材料作為加工對象物的情況，不會發生蛋白質等的變性，再結合或再生變得容易，而可解決該問題點2。
因為藉氣泡對加工對象物進行加工，所以無熱之侵襲所造成的損害，無電極探針吸附所切削之蛋白質等的問題，藉由產生切開面之觀察環境變成良好之效果，可解決該問題點3。
因為自該空隙所產生並放出之氣泡列係微奈米等級之大小，所以藉破裂等在短期間消滅，而具有因在加工時所產生之熱或氣泡等之產生而妨礙連續加工這種事不存在的效果，因為產生可長時間進行加工之效果，所以可解決該問題點4。
藉由本發明之氣泡噴出構件及氣液噴出構件係可在通用的控制器(manipulator)易於安裝、拆下，因為產生易接近加工對象物之效果，所以可解決該問題點5。
在該氣泡噴出構件之外廓部的外側，將外側 外廓部設置成具有外廓部與空間，並藉由將含有射出物質之溶液導入該空間，而與放出氣泡同時藉流體力拉出外廓部與外側外廓部之間的溶液，產生吸附了含有射出物質之溶液的氣泡，可實現高輸出、高效率且高速之加工、射出技術，而可解決該問題點6。
氣泡碰撞加工對象物時氣泡破裂，而同時進 行加工對象物的加工(=電燒)與射出，但是因為氣泡尺寸係微細，所以可實現局部、高解析(可微細地電燒)的射出，所以可解決該問題點7。
因為藉氣泡同時進行加工、射出，所以可將 各種射出物質封入氣液界面，進而，藉由能以比射出物質向周圍之溶液擴散的速度更高的速度高速地打入氣泡，而在射出前後的輸送路徑射出物質向周圍之溶液擴散所造成的損失小，效率高，而可解決該問題點8及9。
藉由將電極部設置於氣液噴出構件之外廓部 與外側外廓部之間，可小型地一體化，無論是否於液體中，而可在寬廣之環境下的對象物進行加工、射出。
藉由將振動器設置於氣泡噴出構件及氣液噴 出構件，並產生壓縮波，作成在所產生之壓縮波之重疊的位置僅使氣泡列之特定位置的單一氣泡破裂，可向局部之所瞄準的位置射出，而可更提高解析度。
本發明之氣泡噴出構件及氣液噴出構件係尖 端為錐形，因為放出氣泡時，周圍的溶液係沿著錐面流至前方，所以即使連續地放出氣泡亦可在相同的軌道放 出，而可在對象物之固定的位置進行加工。
又，藉由使用本發明之包含電漿氣泡噴出構 件的局部電燒裝置及治療裝置，因為藉流體力形成含有電漿的氣泡後，該氣泡亦在液體中維持電漿狀態，所以可解決該問題點10。進而，藉由電漿氣泡噴出構件的微細流路包含使產生電漿之部分比其他的微細流路更大的電漿貯存槽，可提高惰性氣體中之電漿濃度，而可產生在液體中亦可長時間保持電漿狀態之含有電漿的氣泡。
5‧‧‧微細氣泡列
10‧‧‧尖端具有空隙之氣泡噴出構件的製作方法
15‧‧‧絕緣材料
16‧‧‧外廓部
20‧‧‧芯材(導電材料)
21‧‧‧外側外廓部
22‧‧‧空間
23‧‧‧同心軸定位墊圈
24‧‧‧孔
25‧‧‧熱
26‧‧‧拉斷之玻璃管
27‧‧‧導件
30‧‧‧空隙
35‧‧‧相對向電極
40‧‧‧生物材料(牛之卵子)
45‧‧‧細胞核
50‧‧‧透明帶
51‧‧‧細胞膜
52‧‧‧放出界面
53‧‧‧加工寬度
55‧‧‧氣液界面
60‧‧‧氣泡
61‧‧‧含有射出物質之溶液
62‧‧‧壓力不均衡時氣泡形狀
63‧‧‧微噴射
64‧‧‧孔
65‧‧‧活性電極(芯材20)
70‧‧‧一般商用交流電源裝置
71‧‧‧相對向電極
75‧‧‧無感應電阻
80‧‧‧電壓放大電路
85‧‧‧電容器
85‧‧‧導電性液體(培養液等)
90‧‧‧玻璃毛細管
91‧‧‧螢光珠
92‧‧‧吸入滴管
93‧‧‧細胞壁
95‧‧‧除去領域
100‧‧‧振動器
105‧‧‧壓縮波
110‧‧‧壓縮波之重疊部
200‧‧‧相對向電極(鎳電極)
201‧‧‧一對電極(平板狀)
202‧‧‧電線
203‧‧‧玻璃基板(電介質)
204‧‧‧ITO基板(導電體)
205‧‧‧惰性氣體(氮氣或氦氣)
207‧‧‧底面基板
208‧‧‧上面基板
209‧‧‧鐵氟龍管
210‧‧‧微細流路
211‧‧‧電漿貯存槽
212‧‧‧孔口
213‧‧‧矽基板
214‧‧‧光阻劑
215‧‧‧PDMS流路部
220‧‧‧液體流路
221‧‧‧液體
222‧‧‧惰性氣體導入口
223‧‧‧液體導入口
224‧‧‧液體排出口
225‧‧‧下部電極配線
226‧‧‧上部電極配線
230‧‧‧包含電漿之氣泡
240‧‧‧瓦斯筒
241‧‧‧具有流量計之針閥
250‧‧‧注射泵
260‧‧‧高速高壓電源
第1圖(a)係本發明之第1實施形態之氣泡噴出構件的製造方法，第1圖(b)係替代圖面的相片，係按照第1圖(a)所示之步驟製作之氣泡噴出構件的放大相片，第1圖(c)係替代圖面的相片，將第1圖(b)更放大的相片。
第2圖(a)係用以說明使用本發明之氣泡噴出構件之局部電燒方法的圖，第2圖(b)係將第2圖(a)之點線部分更放大的說明圖。
第3圖(a)係表示使用本發明之氣泡噴出構件的局部電燒裝置之生物材料周邊的等價電路圖，第3圖(b)係表示用以產生適合在以往之電性手術刀電路導入了無感應電阻之微小加工靶之輸出的電路圖。
第4圖(a)係替代圖面的相片，係表示從使用本發明之氣泡噴出構件之局部電燒裝置的尖端產生具有指向性之微細氣泡列的狀況，第4圖(b)係替代圖面的相片，係在各瞬間將第4圖(a)之點線部分更放大的相片。
第5圖(a)係替代圖面的相片，係表示使用採用本發明之氣泡噴出構件的局部電燒裝置進行卵子之除細胞核實驗之成功的狀況。第5圖(b)係替代圖面的相片，係表示利用藉以往之玻璃毛細管的顯微鏡作業已除去細胞核的區域，第5圖(c)係替代圖面的相片，係表示使用本發明之局部電燒裝置已除去細胞核的區域，係與第5圖(b)比較的圖。
第6圖(a)係表示使用本發明之氣液噴出構件的局部電燒方法及射出方法之概略的模式圖。第6圖(b)係表示所放出的氣泡所造成之細胞膜的破壞及射出的模式圖，第6圖(c)係在各步驟(各時間)表示氣泡之孔蝕的模式圖。
第7圖(a)係表示第2實施形態之氣液噴出構件的製造方法之概略的圖。第7圖(e)係替代圖面的相片，是第2實施形態之氣液噴出構件之尖端部分的相片。
第8圖(a)係表示所產生之微細氣泡破裂時的加工寬度、與加工對象物和氣泡噴出構件之前端的距離之關係的圖及加工精度的共焦點顯微鏡相片。第8圖(b)係替代圖面的相片，係表示施加高頻電脈波時所產生之指向性單分散的微細氣泡列。第8圖(c)係表示所產生之微細氣泡列之氣泡的大小分布。
第9圖(a)係替代圖面的相片，是表示使用第2實施形態之氣液噴出構件，在氣泡之周圍已吸附亞甲藍溶液的狀態放出的相片。第9圖(b)係替代圖面的相片，係以時間序列表示作為射出物質使用螢光珠，對細胞進行局部電燒及射出時之狀況的相片。
第10圖(a)係表示將振動器安裝於氣泡噴出構件，並使其產生壓縮波之狀況的模式圖，第10圖(b)係表示在壓縮波的重疊使氣泡列中僅一個主動性地破裂之狀況的模式圖。
第11圖係表示本發明之第3實施形態的電漿氣泡噴出構件之概略的圖。
第12圖係表示本發明之第3實施形態的電漿氣泡噴出構件之製作方法的圖。
第13圖(1)係按照第12圖步驟所製作之電漿氣泡噴出構件的光學顯微鏡相片，第13圖(2)係將第13圖(1)之點線部分放大的模式圖。
第14圖係表示電漿氣泡噴出構件之其他的第4實施形態之概略的模式圖。
第15圖(a)係表示該第14圖所示之電漿氣泡噴出構件之製作步驟的圖，第15圖(b)係表示根據第15圖(a)之步驟所製作的電漿氣泡噴出構件。
第16圖係表示使用本發明之氣泡噴出構件的局部電燒裝置、治療裝置之一例的示意構成圖。
第17圖係替代圖面的相片，是表示在電漿貯存槽211內穩定地產生電漿之狀況的光學顯微鏡相片。
第18圖係替代圖面的相片，是表示在藉流體力形成包含電漿之氣泡後，該氣泡亦在液體中維持電漿狀態之以CCD相機所拍攝的相片。
[實施發明之形態]
以下，詳細說明本發明之氣泡噴出構件及其 製造方法、氣液噴出構件及其製造方法、局部電燒裝置及局部電燒方法、射出裝置及射出方法、電漿氣泡噴出構件以及治療裝置及治療方法。在各圖的說明，同一符號表示相同的構件。以下，根據用以實施本發明之實施形態，具體說明本發明之製造方法及利用例，但是本發明係未限定為這些實施形態。
首先，在本發明，「氣液」意指在界面吸附 了溶液的氣泡。又「電漿氣泡」意指含有電漿的氣泡。
[第1實施形態]
第1圖(a)係表示本發明的第1實施形態之具有在尖端具有空隙的構造之氣泡噴出構件的製作方法10。本發明之氣泡噴出構件係如第1圖(a)所示，(1)準備中空的絕緣材料15；(2)將以導電材料所形成之芯材20插入該中空的絕緣材料15；(3)施加熱25後拉斷；(4)藉絕緣材料15與芯材20之黏彈性的差，如第1圖(b)所示，從芯材20的尖端形成包含絕緣材料15更延伸之部分的外廓部16，而在該芯材20與外廓部16之延伸的部分形成空隙30。
作為絕緣材料15，只要是在電性絕緣者，無 特別限定，例如列舉玻璃、雲母、石英、氮化矽、氧化矽、陶瓷、氧化鋁等之無機系絕緣材料、矽橡膠、乙烯丙烯橡膠等橡膠材料、乙烯醋酸乙烯共聚物樹脂、矽烷改性之烯烴樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、氯乙烯樹脂、丙烯酸樹脂、三聚氰胺樹脂、苯酚樹脂、聚氨酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、氟樹脂、矽系樹脂、聚硫醚樹脂、聚酰 胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚乙烯、聚丙烯、纖維素系樹脂、UV硬化樹脂等之絕緣性樹脂。
作為形成芯材20的導電材料，只要是導電者 ，無特別限定，例如列舉金、銀、銅、鋁等、及對這些元素添加少量之錫、鎂、鉻、鎳、鋯、鐵、矽等的合金等。如上述所示，因為空隙30係在芯材20的尖端與絕緣材料15從該尖端更延伸的部分所形成，所以只要將適當的材料組合成絕緣材料15的黏彈性比芯材20的黏彈性大即可，例如，列舉作為絕緣材料15之玻璃、作為芯材20之銅的組合。
第1圖(b)係將直徑30μm之銅線插入玻璃中空 管(Drummond公司製，外徑1.37mm，內徑0.93mm)後，藉玻璃拉伸器(Sutter公司製，P-1000IVF)，一面加熱一面拉斷所製作之氣泡噴出構件的相片。
第1圖(c)係將第1圖(b)更放大的相片。如後述 所示，對本發明之氣泡噴出構件施加高頻電壓時，從氣泡噴出構件的尖端連續地放出氣泡，在那時，在空隙30首先產生大小接近直徑(D)的氣泡，並以從氣泡噴出構件的尖端拉斷該氣泡的方式放出。因此，該空隙30之深度(L)係需要至少是在空隙30內可產生氣泡的大小，L/D係至少1以上較佳。另一方面，L/D的上限係只要是可連續地噴出氣泡的大小，無特別限制，但是因為氣泡噴出構件的尖端係極細而易受損，所以若考慮使用之方便性等，L/D係1~4為佳，係1~3為較佳，係1~2為更佳，係1~1.5為特佳。L/D係可在考慮製造所使用之材料的溫度與黏性 的關係下，藉由改變加熱時之溫度及拉斷的速度來調整。又，藉由調整氣泡噴出構件之尖端之開口部的直徑，亦可調整所放出之氣泡的大小。開口部的直徑係如上述所示，可藉由改變加熱時之溫度及拉斷的速度來調整。
此外，氣泡噴出構件之製造方法係未限定為 上述的例子，例如將光阻劑、熱硬化性樹脂等設置於芯材20的尖端，並藉濺鍍將氮化矽、氧化矽等之絕緣材料設置於芯材20的周圍後，除去光阻劑、熱硬化性樹脂等，藉此，亦可製造。又，藉由將錐狀之光阻劑、熱硬化性樹脂等設置於芯材20的尖端，而可將濺鍍後之外廓部作成錐狀。又，在以濺鍍製造氣泡噴出構件的情況，要調整該L/D，只要適當地調整設置於芯材20的尖端之氣泡噴出構件的長度即可。
第2圖係用以說明使用本發明之氣泡噴出構 件之局部電燒方法的圖。在第2圖(a)所示的例子，將加工靶之牛之卵子40放置於是與氣泡噴出構件分開的相對向電極35與活性電極65(氣泡噴出構件之芯材20)之間。 第2圖(b)係將第2圖(a)之點線部分更放大的說明圖，氣泡積存於氣泡噴出構件之尖端的空隙30，而且，使從氣泡噴出構件之尖端所放出的氣泡60與牛之卵子40之透明帶50碰撞而鑽孔，可除去牛之卵子的細胞核45。
第3圖(a)係表示使用本發明之氣泡噴出構件 之局部電燒裝置的等價電路圖。藉由將氣泡噴出構件浸泡於溶液中，以活性電極65(芯材20)與相對向電極35形成電路，並使用一般商用交流電源裝置70施加電壓，藉 此，可將氣泡噴出構件用作局部電燒裝置。此外，第3圖(a)所示的電路係將無感應電阻75裝入第3圖(b)所示之以往的電性手術刀用電路，並固定於微小對象用的輸出構成，藉此，可簡單地製作。作為溶液，只要可導電，無特別限制，在加工對象物是細胞等的情況，因為培養液所含的電解質具有導電作用，可直接使用。成為本發明之加工對象的細胞亦可是所要之細胞，細胞的種類無限定。具體而言，例如可列舉從人或非人動物之組織所分離的幹細胞、皮膚細胞、黏膜細胞、肝細胞、胰島細胞、神經細胞、軟骨細胞、內皮細胞、上皮細胞、骨細胞、肌細胞、卵細胞等、或植物細胞、昆虫細胞、大腸桿菌、酵母、霉菌等之微生物細胞等的細胞。此外，在本發明之「加工」意指藉由對細胞等噴出氣泡，而對細胞鑽孔，或切割細胞的一部分。
第4圖(a)係表示從本發明之局部電燒裝置之 氣泡噴出構件的尖端產生具有指向性之微細氣泡列之狀況的相片。本發明之局部電燒裝置係將第1圖所示之氣泡噴出構件裝入第3圖所示之醫療用電性手術刀(ConMed公司製，Hyfrecator2000)所製作。輸出頻率是450kHz，阻抗匹配所需之取樣頻率是450kHz，並以3.5kHz進行回授。第4圖(b)係將第4圖(a)之點線部分更放大的相片，表示從氣泡噴出構件之尖端的氣泡所積存的空隙30產生具有指向性之微細氣泡列60的狀況。因為所放出的氣泡具有指向性，而變成能夠限定細胞加工區域。如第4圖(a)及(b)所示，氣泡係以有規則的間隔所放出，此被認為是 醫療用電性手術刀一般係施加高頻脈波，而該間隔對應於施加高頻脈波的間隔。
第5圖(a)係表示使用採用本發明之氣泡噴出 構件的局部電燒裝置進行牛之卵子40之除細胞核實驗之成功的狀況。對局部電燒裝置所施加的電壓條件是與上述一樣。從第5圖(a)得知，藉由放出氣泡，可將牛之卵子40內的細胞核45除去至細胞外。第5圖(b)係表示利用藉以往之玻璃毛細管90的顯微鏡作業已從牛之卵子40除去細胞核45時的除去區域95，第5圖(c)係表示使用採用本發明之氣泡噴出構件的局部電燒裝置已從牛之卵子40除去細胞核時的除去區域95。從第5圖(b)及第5圖(c)得知，與以往使用玻璃毛細管除核的情況相比較，使用採用本發明之氣泡噴出構件的局部電燒裝置除去細胞核時，可使對牛之卵子40等之加工對象物的損害變小。
[第2實施形態]
以下，一面參照圖面，一面說明本發明之第2實施形態。此外，圖中之符號編號相同者係表示與第1實施形態相同的。
第6圖(a)係表示使用本發明之氣液噴出構件 的局部電燒方法及射出方法之概略的模式圖。第2實施形態的氣液噴出構件係在第1實施形態之氣泡噴出構件之外廓部16的外側，將外側外廓部21形成於離開於該外廓部16的位置，並在形成該外廓部16與外側外廓部21的空間22，預先導入含有射出物質之溶液61，藉由可從氣液噴出構件的尖端放出已吸附含有射出物質之溶液61的氣 泡60。第6圖(b)係表示所放出的氣泡60所造成之細胞膜的破壞及射出的圖，表示藉所放出的氣泡60之破裂(孔蝕)的衝擊在細胞膜51鑽孔，而可使射出物質到達細胞內。第6圖(c)係在各步驟(各時間)表示氣泡60之孔蝕的圖，在氣泡以高速前進時發生壓力的不均衡，而球形狀發生變形62，在氣泡破裂時產生高解析度、高輸出的微噴射63，該微噴射63的放出界面52之前進方向的前面突出，藉其為高壓氣體，而以微噴射63的力在加工對象物鑽孔64。
形成外側外廓部21的材料係只要是與外廓部16相同的材料即可。又，射出物質係不論氣體、固體、液體，只要是可溶解及/或分散於溶液者，無特別限制，作為氣體，列舉空氣、氮、氦、二氧化碳、一氧化碳、氬、氧等，作為固體，列舉DNA、RNA、蛋白質、胺基酸、無機物等，作為液體，列舉藥劑溶液、胺基酸溶液等。作為使射出物質溶解及/或分散的溶液，列舉生理食鹽水、培養基等。
第7圖(a)係表示第2實施形態之氣液噴出構件的製造方法之概略的圖。按照第1實施形態之(1)~(4)相同的步驟製造氣泡噴出構件後(相當於第7圖(a)~第7圖(b))，第7圖(c)將聚合物薄膜或橡膠墊圈、使用PDMS(聚二甲基矽氧烷)之軟微影術、3維立體微影法等的方法所製作之同心軸定位墊圈23嵌入第1實施形態的氣泡噴出構件，並藉熱將玻璃管、塑膠等拉斷所製作的外側外廓部21外插於墊圈23，第7圖(d)可製造第2實施形態的氣液 噴出構件。該墊圈23係如後述所示，為了作成藉未圖示的泵可供給含有射出物質之溶液61，所以含有孔24較佳。又，外側外廓部21係亦可如上述所示將玻璃管、塑膠等拉斷所製作者直接嵌入同心軸定位墊圈23，亦可如第7圖(c)所示，在拉斷之玻璃26周圍以黏著劑等黏著由塑膠等(例如，Eppendorf管(ibis(R)pipette tip,IN122-503Y)所製作的導件27，而製作外側外廓部21，並將導件27部與墊圈23嵌合。又，亦可外側外廓部21係設置成多層，並可將含有種類相異之射出物質的溶液導入各層間。又，雖未圖示，在該第7圖(c)，亦可將銅等之導電性的相對向電極配置於外廓部16的外面或外側外廓部21的內面。 在將相對向電極設置於氣液噴出構件的情況，因為相對向電極係只要可形成芯材20與電路即可，所以只要是與填充於空間22之含有射出物質之溶液61接觸的位置，無特別限制，又，亦可與氣液噴出構件分開地設置相對向電極。第7圖(e)係按照上述之步驟所製作氣液噴出構件之尖端部分的相片。具體而言，外側外廓部21係藉玻璃拉伸器(Sutter公司製，P-1000IVF)，一面加熱一面拉斷比該氣泡噴出構件之製作所使用之玻璃中空管更大之玻璃中空管Drummond公司製，外徑2.03mm，內徑1.63mm)所製作。然後，把由未圖示之聚合物薄膜所積層製作的墊圈嵌入氣泡噴出構件，再將所製作之外側外廓部21插入墊圈的外側。此外，將未圖示之長方體形狀的銅製電極設置於外側外廓部21的內側。對形成於外廓部16與外側外廓部21之間的空間22，可藉未圖示的泵供給含有射 出物質之溶液61。
第8圖(a)係表示藉使用第1實施形態之氣泡 噴出構件(尖端之直徑係約10μm)的局部電燒裝置所產生之微細氣泡破裂時的加工寬度、與加工對象物和氣泡噴出構件之前端的距離之關係及加工精度的共焦點顯微鏡相片。第8圖(b)係表示施加高頻電脈波時所產生之指向性單分散的微細氣泡列5。第8圖(c)係表示所產生之微細氣泡列之氣泡的大小分布。如第8圖(a)所示，在微細氣泡破裂時，加工對象物(牛之卵子40)與氣泡噴出構件之尖端距離愈大，加工寬度53係愈小，解析度係加工寬度約數μm。又，在氣泡噴出構件之外廓部16的開口徑為10μm的情況所產生之氣泡的大小係如第8圖(c)所示，半徑約3.25μm的分布最多。
第9圖係表示在使用本發明之第2實施形態的 氣液噴出構件時，在氣泡60之周圍已吸附含有射出物質之溶液61的狀態放出的相片。作為含有射出物質之溶液61，使用在TCM199培養基將粉末狀的亞甲藍溶解成濃度成為10mg/mL的亞甲藍溶液，利用毛細管現象導入在第2實施形態所製造之氣液噴出構件之尖端的空間22，接著，將已導入亞甲藍溶液的氣液噴出構件與第1實施形態一樣地裝入醫療用電性手術刀(ConMed公司製，Hyfrecator 2000)，輸出頻率是450kHz，阻抗匹配所需之取樣頻率是450kHz，並以3.5kHz進行回授。如第9圖(a)所示，從氣液噴出構件之尖端所放出的氣泡列全部是藍色。由此可確認氣泡60的周圍係被亞甲藍溶液61所包覆。又，因為 所放出的氣泡60係在依然藍色下在溶液中移動，所以可確認氣泡界面所吸附之亞甲藍溶液61係不會擴散至周圍的溶液，而在被氣泡60吸附之狀態下移動。因此，藉由將核酸或蛋白質等之射出物質溶解及/或分散於氣泡界面所吸附之溶液，可一面對細胞等之加工對象物進行局部電燒，一面導入射出物質。第9圖(b)係以時間序列表示作為射出物質使用螢光珠91，對細胞進行局部電燒及射出時之狀況的相片。作為是為加工對象物的細胞，使用牛之卵子，將10mg之螢光珠91(Thermo scientific公司製，Fluoro-Max，直徑2.1μm)分散至TCM199培養基1ml，作為射出物質。以吸入滴管92固定牛之卵子後，按照與上述之(a)一樣的步驟進行局部電燒及射出時，可確認貫穿牛之卵子的細胞壁93，而將螢光珠91導入細胞內的現象。
第10圖(a)係表示將振動器安裝於氣泡噴出 構件，並使其產生壓縮波105之狀況的模式圖，第10圖(b)係表示在壓縮波105的重疊使氣泡列中僅一個主動性地破裂之狀況的模式圖。安裝於氣泡噴出構件之外側的振動器100係產生壓縮波105後，在壓縮波之重疊部110，僅使氣泡列中之一個破裂，而可進行高精度加工。作為振動器100，可使用一般可取得的壓電元件、水晶等之振動器，將至少2個振動器配置於氣泡噴出構件的外側，並將各個振動器與外部電源連接，一面使脈波狀的電壓同步一面施加即可。當然，亦可將振動器安裝於氣液噴出構件。
[第3實施形態]
以下，一面參照圖面一面說明本發明之第3實施形態。第11圖係表示本發明之電漿氣泡噴出構件之概略的圖。
如第11圖所示，電漿氣泡噴出構件係在基板 上至少包含：以導電材料所形成之一對電極200；微細流路210，係用以使包含惰性氣體205及含有電漿之氣泡230之液體流動；及液體流路220，係在比該微細流路210之產生電漿的部分更下游側與該微細流路210連接。藉由對電極200施加高頻電脈波，在藉未圖示之泵流入微細流路的惰性氣體205產生電漿，含有該電漿的惰性氣體係流至下游側，然後，藉與流至液體流路220之液體221交叉時的流體力切斷，而可放出含有電漿之惰性氣體的氣泡230。微細流路210與液體流路220所連接之部分的角度係如上述所示，只要是在惰性氣體205與液體221交叉時藉流體力所切斷的角度，無特別限制。在形成惰性氣體205所流動之方向及液體221所流動之方向之角度平行的情況，不會產生氣泡，又，若超過90度，液體221就將惰性氣體推回去。因此，微細流路210與液體流路220所連接之部分的角度係需要至少大於0度且90度以下，係20~90度為較佳，係45~90度為更佳。又，液體流路220之條數係只要至少一條，就可藉流體力形成氣泡，但是為了使氣泡大小一致，形成2條以上的液體流路220，並配置成對所流入之惰性氣體的流體力成為均勻為較佳。在形成3條以上之液體流路220的情況，可立體地配置。
作為電漿氣泡噴出構件的基板，可使用以該 絕緣材料15所列舉的材料。作為形成電極200的導電材料，可使用與上述之導電材料20相同的材料。作為惰性氣體205，可列舉氦、氮、氖、氬等。液體221係只要可形成氣泡，無特別限制，例如列舉水、培養液等。此外，在液體，亦可混合用以確認電漿之產生狀況的試劑等。
第12圖係表示第11圖所示之電漿氣泡噴出構 件之製作步驟的圖。(1)將鉻與金之薄膜金屬成膜於厚度500μm的聚對二甲苯玻璃，(2)在其上旋塗是為正型光阻劑的OFPR(東京應化股份有限公司)。(3)然後，以g射線(436nm)透過光罩進行曝光後，以NMD-3(東京應化股份有限公司：2.38重量%四甲基氫氧化銨水溶液)進行顯像。(4)接著，以鉻與金的蝕刻劑(日本化學產業股份有限公司)進行濕蝕刻，而製作了具有由鉻與金之薄膜金屬所構成之電極的底面基板。(5)另一方面，對含有液體流路220的基板，在厚度150μm的矽基板上旋塗OFPR(東京應化股份有限公司)。(6)然後，以g射線(436nm)透過光罩進行曝光後，以上述之NMD-3進行顯像後，(7)根據DRIE(乾蝕刻)法藉SF6氣體與C4F8氣體進行矽蝕刻。(8)然後，以陽極接合將所製作之含有液體流路220的基板與按照上述之(1)~(4)的步驟所製作之底面基板黏合(bonding)後，(9)進行鍍金處理，而將150μm的鎳電極積層於上述的底面基板之由鉻與金之薄膜金屬所構成的電極之上。(10)進而，將於厚度500μm的聚對二甲苯玻璃作為天花板基板，與該基板上陽極接合。
第13圖(1)係按照第12圖步驟所製作之電漿 氣泡噴出構件的光學顯微鏡相片，第13圖(2)係將第13圖(1)之點線部分放大的模式圖。
[第4實施形態]
電漿氣泡噴出構件的形狀係只要是可使用一對電極對惰性氣體施加高頻電脈波後，將含有電漿的惰性氣體擠出至液體，在形狀上無限制。第14圖係表示電漿氣泡噴出構件之其他的形態之概略的模式圖。第4實施形態的電漿氣泡噴出構件係作為電漿貯存槽211，該電漿貯存槽211係藉由將第12圖所示之電漿氣泡噴出構件的微細流路210中產生電漿之部分形成為比其他的部分大，並貯藏含有藉施加高頻電脈波所產生之電漿的惰性氣體。又，一對電極係作成平板狀，以電線202連接電極201及未圖示之另一方的平板狀電極，並形成為從上下夾住該電漿貯存槽211。電極201的大小係為了提高電漿濃度，至少含蓋電漿貯存槽211之大小較佳。藉由對電極201施加高頻電脈波，在流入微細流路的惰性氣體205產生電漿，但是第4實施形態的電漿氣泡噴出構件係將電漿貯存槽211形成於微細流路，電漿貯存槽211之體積比被擠出至液體流路220之含有電漿之惰性氣體的體積大，因為可對所貯存之含有電漿的惰性氣體一再地施加高頻電脈波，所以可更提高惰性氣體中的電漿濃度。而且，從該電漿貯存槽211所擠出之含有電漿的惰性氣體係藉在與流至液體流路220之液體221交叉時的流體力切斷後，作為包含含有電漿之氣泡230的液體，逐漸流至微細流路210。此外 ，氣泡230係可僅藉液體221的流體力形成，但是若將孔口212設置於微細流路210，更易形成氣泡。又，藉由控制孔口212的間隔，亦可調整氣泡230的大小。
第15圖(a)係表示該第14圖所示之電漿氣泡 噴出構件之製作步驟的圖。(1)在厚度500μm之矽基板213，將厚膜負型光阻劑214(SU-8 3050(日本化藥股份有限公司))旋塗成厚度100μm。(2)蓋上可形成微細流路210、電漿貯存槽211及液體流路220之形狀的光罩後，照射紫外線，對SU-8產生圖案，並使用PM稀釋劑(成分：PGMEA，水溶解度1g/100g水(25℃))進行顯像，而製作模型。(3)接著，將該模型轉印至PDMS(Polydimethylsiloxane)，而製作具有微細流路210、電漿貯存槽211及液體流路220的PDMS流路部215。(4)對ITO基板(玻璃部203：100μm，ITO部204：300nm)，一片係作為底面基板207，並加工成30×30mm，另一片係作為上面基板208，並加工成15×15mm，再以電漿接合(FEMTO科技股份有限公司)將底面基板207之玻璃部203與該PDMS流路部215接合後，在該電漿貯存槽211的上面亦以上面基板208之玻璃部203為下部，將上面基板208接合。在此，ITO基板之玻璃部203為電介質。然後，將鐵氟龍管209插入PDMS流路部215之微細流路210、電漿貯存槽211及液體流路220，並形成未圖示之惰性氣體導入口222、液體導入口223及液體排出口224。進而，使用銀膏等之導電性膏對位於底面基板與上面基板的ITO部進行配線，而進行下部電極配線225及上部電極配線226。(5)為了製作防止漏液並具有用 以穩定產生電漿之氣密性之堅固的電漿氣泡噴出構件，以在PDMS流路部215之製作所使用的PDMS將晶片整體封裝。第15圖(b)係表示根據上述之步驟所製作的電漿氣泡噴出構件。所製作的電漿氣泡噴出構件之微細流路的寬度係200μm，深度係100μm，長度係2cm，橢圓形之電漿貯存槽部分的長軸係7mm，短軸係3mm，液體流路的寬度係200μm，深度係100μm。
第16圖係表示使用本發明之電漿氣泡噴出構 件的局部電燒裝置、治療裝置之一例的示意構成圖。此外，在本發明，「治療」意指藉由碰觸含有電漿的氣泡，消滅癌等之惡性細胞，以使細胞活化，進行殺菌或滅菌等，治療生物組織。藉第16圖所示的裝置，進行確認含有電漿之氣泡在液體中維持電漿狀態的實驗。作為電漿氣泡噴出構件，使用第15圖(b)所示者。從瓦斯筒240，一面使用具有流量計之針閥241將流量調整成Qg=0.20ml/h，一面供給氦氣。在液體使用水，以注射泵250一面將流量調整成Ql=200ml/h，一面送液。電源使用高速高壓電源260(MPP-HV30(栗田製作所(股))。採用輸出電壓±1~4kV、輸出電流5A、重複頻率30kHz、輸出脈寬1~4μs。
第17圖係表示在電漿貯存槽211內穩定地產 生電漿之狀況的光學顯微鏡相片。可確認在施加電壓1.2kV產生電漿。更增加施加電壓時，在2.8kV電漿的亮度係穩定，在4.0kV變成最亮。
另一方面，關於含有電漿的惰性氣體藉交叉 之液體流路之液體的流體力切斷所產生的氣泡，可確認穩定地形成從最小直徑40μm至最大直徑110μm的氣泡。 因為擠出至交叉之液體流路的惰性氣體與液體的流量比Qg/Ql係0.001~0.01之範圍對形成上述之粒徑的氣泡為較佳。
第18圖係表示在藉流體力形成包含電漿之氣 泡後，該氣泡亦在液體中維持電漿狀態之以CCD相機所拍攝的相片。實驗係在暗視野條件下使用CCD相機觀察以頻率30kHz、施加電壓3.5kV、脈寬3μs、氦導入流量(Qg=0.20ml/h)、液體導入流量(Ql=200ml/h)所產生之氣泡的發光狀況而進行。從相片得知，因為貯存有含有電漿的氦氣之電漿貯存槽211變明亮，且從該電漿貯存槽211放出至液體，並藉流體力所形成之氣泡230亦明亮，所以可確認含有電漿的氣泡在液體中亦維持含有電漿的狀態。因此，在氣泡的前進方向，例如藉由放置細胞等之生物組織，可藉氣泡進行局部電燒，又可利用氣泡所含的電漿治療生物組織。
[其他的實施形態]
以上，說明了本發明之實施形態，但是本發明係未限定為本實施形態，可採用各種的形態。例如，
(1)自高頻電脈波所放出的微細氣泡60係藉孔蝕的衝擊使射出物質到達細胞膜51或細胞核45，可應用於提高對基因等之導入效率低之具有硬的細胞壁之植物細胞等提高導入效率，或在外側外廓部21之尖端部周圍藉來自外部的電場控制對氣泡60之圖案化．加工技術。
(2)局部電燒裝置係可安裝於通用顯微鏡控制器或內視鏡等之通用醫療用機器，並可導入醫藥品，進行治療。另一方面，在界面之元件技術領域，可應用於指向性氣泡列之氣液界面的局部界面反應或氣泡破裂時之結晶化技術等。
又，本發明係亦可採用以下之切削用具、局部電燒方法、局部電燒裝置及射出方法的形態。
(1)一種切削用具，其特徵為包括：以導電材料所形成的芯材；外廓部，係以絕緣材料所形成，並覆蓋該芯材，而且包含從該芯材之尖端延伸既定長度，並形成為在延伸之部分的內部與該芯材的尖端之間具有空隙；及電極部，係設置於該外廓部的外部，並與該芯材構成一對電極。
(2)在如該(1)項之切削用具，其特徵為：該芯材及該外廓部係在以玻璃或其他的絕緣材料所形成之中空管的內部使導電線或其他的導電材料穿過的狀態，對一部分加熱並從兩端拉斷，藉此，藉該玻璃或其他的絕緣材料與該導電線或該導電材料之黏彈性的差，形成在該外廓部的內側且該芯材的尖端之間的該空隙。
(3)一種局部電燒方法，其特徵為：使如該(1)或(2)項之切削用具浸泡於液體，藉高頻電源對浸泡於該液體之該切削用具的該芯材與該電極部之間施加高頻壓，藉由施加該高頻電流，使該切削用具之該空隙部所貯存的氣泡作為氣泡列，從該芯材的尖端往該電極具有指向性地放出。
(4)一種局部電燒方法，其特徵為：係如該(3)項之局部電燒方法，將加工對象設置於該芯材與該電極之間，並從該芯材向該電極所放出的氣泡列對該加工對象進行加工。
(5)一種局部電燒方法，其特徵為：將如該(1)或(2)項之切削用具與該芯材配置於該微細流路的內壁面，使惰性氣體流至該電極與該芯材之間，藉由對該電極間施加高頻電壓，使該微細流路內產生電離之氣相或電漿，藉由和與該微細流路鄰接之液體所流動的微細流路相交，在液體中產生內包或部分內部電離氣相、活性氣相或電漿狀態的氣液界面。
(6)一種局部電燒裝置，其特徵為包括：以導電材料所形成的芯材；外廓部，係以絕緣材料所形成，並覆蓋該芯材，而且包含從該芯材之尖端延伸既定長度，並形成為在延伸之部分的內部與該芯材的尖端之間具有空隙；外側多層外廓部，係具有與該外廓部之中心軸同心的軸，多層地形該外廓部的外側，並形成為導入射出物質；及電極部，係設置於該外廓部的外部，或浸泡於該外側多層外廓部內之液體的位置，並與該芯材構成一對電極。
(7)一種局部電燒裝置，其特徵為：在如該(6)項之局部電燒裝置，該外廓部及該外側多層外廓部係對以絕緣材料所形成之中空管的一部分加熱，再從兩端拉斷，並將具有該芯材之該外廓部作為中心軸，以與外側重疊成與該中心軸成為同心軸的方式設置該外側多層外廓部， 而形成對該外側多層外廓部內封入射出物質的機構。
(8)一種射出方法，其特徵為：使如該(6)或(7)項之局部電燒裝置的外側多層外廓部內部導入射出物質，並藉高頻電源對浸泡於液體之該局部電燒裝置的該芯材與該電極部之間施加高頻壓，藉由藉該高頻電源施加高頻電流，將該外廓部的空隙所貯存之在界面具有自該外側多層外廓部所導入之射出物質的氣泡作為氣泡列，從該芯材的尖端具有指向性地放出，在該對象物表面產生氣泡的孔蝕，對該浸泡於液體進行加工，自該加工面同時產生界面所含有之物質的射出。
(9)一種射出方法，其特徵為：在如該(8)項之射出方法，自該外側多層外廓部所導入之射出物質係廣布於液相、氣相、固相的物質，該射出物質的導入方法係使用泵自該外側多層外廓部的後部供給的方法，或使射出物質僅浸泡於該外側多層外廓部的後部，並藉毛細管現象吸入的方法，藉對該芯材施加電脈波所造成之放電，放出在位於外側多層外廓部與軸心之間的空隙所貯存的氣泡，同時藉流體力在該界面可吸附位於外側多層外廓部與軸心之間之液體的量被拉出，藉此射出。
(10)一種射出方法，其特徵為：在如該(8)或(9)項之局部電燒及射出方法，在該射出後，對附著於該外側多層外廓部之後部尖端的周圍之加工後的蛋白質或雜質，藉由使該電極部遠離該對象物地進行放電，吹走雜質，藉此，對複數個對象物斷續地射出。
(11)一種射出方法，其特徵為：在如該(8)~(10)項之 任一項的射出方法，將振動器設置於該外側多層外廓部，藉由產生壓縮波，在該產生之壓縮波之重疊的位置僅使藉該芯材之放電所產生的氣泡列之特定位置的單一氣泡破裂。

Claims (23)

  1. 一種氣泡噴出構件，其特徵為包含：以導電材料所形成的芯材；外廓部，係以絕緣材料所形成，並覆蓋該芯材，而且包含從該芯材之尖端所延伸的部分；及空隙，係形成於該外廓部之延伸的部分與該芯材的尖端之間。
  2. 如申請專利範圍第1項之氣泡噴出構件，其中該外廓部之延伸的部分係錐狀。
  3. 一種氣液噴出構件，係在如申請專利範圍第1或2項之氣泡噴出構件之外廓部的外側，更設置外側外廓部，該外側外廓部係具有與該外廓部之中心軸同心的軸，並以在與該外廓部之間具有空間的方式形成於離開於該外廓部的位置。
  4. 如申請專利範圍第3項之氣液噴出構件，其中形成於該外廓部之延伸之部分的外側之該外側外廓部的部分是錐狀。
  5. 如申請專利範圍第3或4項之氣液噴出構件，其中在該外廓部與該外側外廓部之間的空間，包含含有射出物質的溶液。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之氣泡噴出構件，其中更包含與該氣泡噴出構件之芯材構成一對電極的電極部；該電極部係作為與該氣泡噴出構件不同的構件，且設置於該外廓部的外面。
  7. 如申請專利範圍第3至5項中任一項之氣液噴出構件，其中更包含與該氣泡噴出構件之芯材構成一對電極的電極部；該電極部係作為與該氣泡噴出構件不同的構件，設置於該外廓部的外面或該外側外廓部的內面。
  8. 如申請專利範圍第1至2項、第6項中任一項之氣泡噴出構件，將振動器設置於該氣泡噴出構件。
  9. 如申請專利範圍第3至5項、第7項中任一項之氣液噴出構件，將振動器設置於該氣液噴出構件。
  10. 一種局部電燒裝置，係使用如申請專利範圍第1至2項、第6、8項中任一項之氣泡噴出構件、或如申請專利範圍第3至5項、第7、9項中任一項之氣液噴出構件。
  11. 一種射出裝置，係使用如申請專利範圍第3至5項、第7、9項中任一項之氣液噴出構件。
  12. 一種氣泡噴出構件之製造方法，其特徵為：在以絕緣材料所形成之中空管的內部使以導電材料所形成之芯材穿過的狀態，對一部分加熱並從兩端拉斷，藉此，藉該絕緣材料與該導電材料之黏彈性的差，形成該絕緣材料覆蓋該芯材而且具有從該芯材之尖端所延伸之部分的外廓部，並將空隙形成於該外廓部之延伸的部分之內部與該芯材的尖端之間。
  13. 一種氣液噴出構件之製造方法，其特徵為：將在與如申請專利範圍第12項之氣泡噴出構件的外廓部之間具有空間之大小的外側外廓部在外側重疊地設置成與該 外廓部之中心軸同心軸。
  14. 一種局部電燒方法，其特徵為：使如申請專利範圍第10項之局部電燒裝置浸泡於溶液；藉由對由該局部電燒裝置之芯材與電極部所構成之一對電極的芯材施加高頻電脈波，而從氣泡噴出構件之尖端放出氣泡；以該氣泡對加工對象物進行加工。
  15. 一種射出方法，其特徵為：在如申請專利範圍第11項之射出裝置之外廓部與外側外廓部之間導入含有射出物質的溶液；使該射出裝置浸泡於溶液；藉由對由該射出裝置之芯材與電極部所構成之一對電極的芯材施加高頻電脈波，而從氣液噴出構件之尖端放出吸附了含有射出物質之溶液的氣泡；一面以該氣泡對加工對象物進行局部電燒，一面對加工對象物導入射出物質。
  16. 如申請專利範圍第15項之射出方法，其中藉送液泵將該含有射出物質之溶液導入外側外廓部與外廓部之間，或使氣液噴出構件之尖端部浸泡於含有射出物質之溶液，並藉毛細管現象導入。
  17. 一種電漿氣泡噴出構件，其特徵為：包含一對電極，係以導電材料所形成，並用以使惰性氣體產生電漿； 用以使液體流動的液體流路；及微細流路，係用以使惰性氣體、含有電漿的惰性氣體、及包含含有電漿之惰性氣體之氣泡的液體流動；該液體流路及該微細流路係在比該微細流路之產生電漿的部分更下游側所連接。
  18. 如申請專利範圍第17項之電漿氣泡噴出構件，其中該微細流路係包含使該產生電漿之部分比其他的微細流路更大的電漿貯存槽。
  19. 如申請專利範圍第18項之電漿氣泡噴出構件，其中該電極係至少含蓋電漿貯存槽的大小。
  20. 一種局部電燒裝置，係使用如申請專利範圍第17至19項中任一項之電漿氣泡噴出構件。
  21. 一種治療裝置，係使用如申請專利範圍第17至19項中任一項之電漿氣泡噴出構件。
  22. 一種局部電燒方法，其特徵為：使惰性氣體流入如申請專利範圍第20項之局部電燒裝置的微細流路，藉由對一對電極施加高頻電脈波，使該流入之惰性氣體產生電漿，藉由使該含有電漿的惰性氣體流入與該微細流路連接之液體流路的液體，形成含有電漿的氣泡，再以該氣泡對加工對象物進行加工。
  23. 一種治療方法，其特徵為：使惰性氣體流入如申請專利範圍第21項之治療裝置的微細流路，藉由對一對電極施加高頻電脈波，使該流入之惰性氣體產生電漿，藉由使該含有電漿的惰性氣體流入與該微細流路連接 之液體流路的液體，形成含有電漿的氣泡，再以該氣泡治療生物組織。
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