WO2010147078A1 - 粒子を操作する方法及びマイクロ流体装置 - Google Patents

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WO2010147078A1
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microchamber
electrolysis
electrode
particles
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昌治 竹内
智瑛 倉員
啓志 木村
藤井　輝夫
酒井　康行
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国立大学法人東京大学
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    • B01L2400/0403—Moving fluids with specific forces or mechanical means specific forces
    • B01L2400/046—Chemical or electrochemical formation of bubbles

Definitions

  • the present invention relates to a method for manipulating particles and a microfluidic device, and more particularly, to a method and device for manipulating particles using generation of bubbles by electrolysis.
  • Microfluidic systems that can array large numbers of cells at high speed and analyze them with high sensitivity have played an important role as analytical tools in the field of basic science in addition to industrial applications such as medical diagnosis and new drug development.
  • microfluidic system for example, after analyzing a large number of arrayed cells, in order to analyze in detail the genes and proteins of the cells that showed a specific reaction, Development of a system having a function of selectively extracting specific cells from the cell is desired.
  • Non-Patent Document 1 one microbead is captured in each of a plurality of microchambers in which aluminum patches are arranged, and the solution is locally irradiated by irradiating a laser to the aluminum patches in a specific microchamber.
  • a technique has been proposed in which bubbles are generated by boiling and the microbeads are selectively released from the specific microchamber.
  • Non-Patent Document 2 proposes a technique for taking out microbeads and cells from a microwell by electrophoretic force.
  • Non-Patent Document 1 For example, (1) there is a possibility of damaging cells because the solution is partially boiled, (2) an apparatus for generating a laser is expensive, (3) There is a problem that high technical skill is required to accurately irradiate the target microchamber with the laser.
  • Non-Patent Document 2 has a problem that, for example, relatively large cells such as fertilized eggs cannot be reliably manipulated because the electrophoretic force is small.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a method and a microfluidic device for reliably manipulating particles under mild conditions.
  • a method according to an embodiment of the present invention for solving the above problem is to capture particles to be manipulated in a plurality of microchambers each having at least one of an electrode for electrolysis and a cathode, and By applying a voltage to the electrodes of some of the plurality of microchambers, water is electrolyzed to generate bubbles, and an actuator that operates along with the generation of the bubbles causes the some microchambers And selectively extruding the particles. According to the present invention, it is possible to provide a method for reliably manipulating particles under mild conditions.
  • the actuator may be the bubble that floats or the liquid in the microchamber that flows along with the generation of the bubble.
  • the actuator may be a stretchable film that is provided between the electrode and the particle in the micro chamber and deforms so as to push out the particle as the bubble is generated.
  • the particles are cells, and the cells should be captured and cultured in each of the plurality of microchambers, and a part of the plurality of cells cultured in the plurality of microchambers should be collected.
  • a cell is determined, and by applying a voltage to the electrodes of a part of the plurality of microchambers in which the cells to be collected are captured, water is electrolyzed to generate bubbles, and the bubbles are generated.
  • the cells may be selectively pushed out from the partial microchambers by the actuator that operates in accordance with the occurrence of In this case, the cell is a fertilized egg, and the fertilized egg selectively pushed out from the partial microchamber may be recovered in a live state.
  • the apparatus is characterized in that at least one of an anode for electrolysis and a cathode is disposed in each of the plurality of micro chambers. According to the present invention, it is possible to provide a microfluidic device that can reliably manipulate particles under mild conditions.
  • Each of the plurality of micro-chambers includes one of the anode and the cathode.
  • An electrode may be disposed, and the other electrode of the anode and the cathode may be disposed on the second member. Further, both of the anode and the cathode may be disposed in each of the plurality of micro chambers.
  • Each of the plurality of microchambers includes a storage chamber that opens to the common flow path and stores the particles, and an electrolysis chamber that is provided in communication with the storage chamber and in which the electrode is disposed. It is good as well.
  • Each of the plurality of microchambers includes a storage chamber that opens in the common flow path and stores the particles, an electrolysis chamber in which the electrodes are disposed, and a space between the storage chamber and the electrolysis chamber. And a stretchable film that is deformed so as to extrude the particles from the storage chamber as bubbles are generated by electrolysis of water in the electrolysis chamber.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the microfluidic device taken along line III-III shown in FIG. It is explanatory drawing which shows the part about an example of the process of forming the microchamber which concerns on one Embodiment of this invention. It is explanatory drawing which shows another one part about an example of the process of forming the micro chamber which concerns on one Embodiment of this invention. It is explanatory drawing which shows another part about an example of the process of forming the microchamber which concerns on one Embodiment of this invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the microfluidic device cut along line VII-VII shown in FIG. 6.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the microfluidic device taken along line IX-IX shown in FIG. It is a partial sectional view of other examples of the microfluidic device concerning one embodiment of the present invention. It is explanatory drawing which shows a part of process in the method using the microfluidic device shown in FIG. It is explanatory drawing which shows another part of process in the method using the microfluidic device shown in FIG. It is explanatory drawing which shows another part of process in the method using the microfluidic device shown in FIG. It is a partial sectional view of other examples of the microfluidic device concerning one embodiment of the present invention.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the microfluidic device taken along line XVII-XVII shown in FIG. 16.
  • FIG. 1 is an explanatory view showing main steps included in the present method.
  • particles to be manipulated are captured in a plurality of microchambers each having at least one of an anode for electrolysis and a cathode (step S1).
  • a voltage By applying a voltage to the electrodes of some of the microchambers, water is electrolyzed to generate bubbles (step S2), and the actuators that operate as the bubbles are generated are used to generate the bubbles.
  • the particles are selectively extruded from the microchamber (step S3).
  • a plurality of microchambers having electrodes for electrolysis are prepared.
  • the microchamber will be described in detail later, but each of the plurality of microchambers has an electrode for electrolysis capable of applying a voltage independently of each other.
  • target particles particles to be operated
  • the target particle is not particularly limited as long as it is a particle that can be carried on a liquid flow, and for example, a cell or a microbead can be used.
  • the cell type is not particularly limited, and for example, human or non-human animal cells can be preferably used. More specifically, for example, various differentiated cells and undifferentiated cells (stem cells, ES cells, iPS cells, etc.) derived from humans or non-human animals, and fertilized eggs can also be used. As the cell, a single cell can be used, and a cell tissue formed by assembling a plurality of cells can also be used.
  • microbeads for example, resin beads or gel beads can be used.
  • microcapsules formed by coating cells or cell tissues with a gel can also be used.
  • spherical bodies, such as these cells and a microbead can be used preferably as object particle
  • the size of the target particle is not particularly limited as long as it is in a range that can be suspended in a liquid and extruded from the microchamber, but when the target particle is a spherical body, its diameter is, for example, 1 ⁇ m or more. Preferably, it can be in the range of tens to hundreds of ⁇ m.
  • a voltage is selectively applied to the electrodes of some of the microchambers in which the target particles are captured, and water is electrolyzed in the some of the microchambers. To generate bubbles.
  • bubbles are generated from the electrodes in the partial microchambers by connecting only the electrodes of the selected partial microchambers to the power source and energizing them.
  • hydrogen gas is generated at the cathode and oxygen gas is generated at the anode by electrolysis of water.
  • the magnitude of the voltage to be applied is not particularly limited as long as water can be electrolyzed to generate bubbles, but when cells are used as target particles, the survival of the cells can be appropriately maintained. A relatively small range is preferable.
  • the magnitude of the voltage to be applied is not limited to this, and can be appropriately set according to conditions such as the structure of the microfluidic device used in the present method and the composition of the aqueous solution to be electrolyzed.
  • the target particles are selectively released from some of the microchambers by an actuator that operates in association with the generation of bubbles.
  • the actuator will be described in detail later.
  • the actuator can be a floating bubble generated by electrolysis or a liquid in a microchamber that flows along with the generation of the bubble.
  • the target particles can be pushed out from the micro chamber by the bubbles.
  • the target particles can be pushed out of the microchamber by being put on the flow of the liquid.
  • the actuator in the present method can be, for example, a stretchable film that is provided between the electrode and the target particle in the micro chamber and deforms so as to extrude the target particle as bubbles are generated.
  • a membrane that is deformed so as to push out the target particles from the microchamber by the pressure accompanying the generation of bubbles can also be used as an actuator.
  • this method uses the generation of bubbles by electrolysis, for example, (1) the generated heat is very small and the damage to target particles (particularly cells) is small, and (2) a special device such as a laser irradiation device is used. It is highly versatile because it is not required, and (3) the advantage that bubbles can be generated easily and reliably only in the targeted microchamber by arranging and wiring electrodes using general-purpose electronics technology.
  • this method uses the pressure associated with the generation of bubbles, it has an advantage that even target particles that cannot be manipulated by electrophoretic force can be reliably manipulated.
  • a plurality of fertilized eggs are prepared and cultured, and among the plurality of fertilized eggs that have formed blastocysts, those in good condition suitable for transplantation are selectively collected and used for actual transplantation. Whether or not a fertilized egg is in a good state suitable for transplantation can be determined visually by its size and shape in observation under a microscope. On the other hand, fertilized eggs are sensitive to environmental conditions and susceptible to damage, so that selective recovery must be performed under mild conditions.
  • a fertilized egg is cultured in each of a plurality of microchambers until becoming a blastocyst, and then transplanted among a plurality of fertilized eggs that have formed a blastocyst.
  • a specific fertilized egg determined to be suitable can be selectively recovered in a good state.
  • one fertilized egg is captured and cultured in each of the plurality of microchambers (step S1), and one of the plurality of fertilized eggs cultured in the plurality of microchambers.
  • the portion is determined as a fertilized egg to be recovered, and water is electrolyzed by applying voltage to the electrodes of some of the microchambers in which the fertilized eggs to be recovered are captured.
  • Step S2 and the actuator that operates in association with the generation of the bubbles, selectively extrudes the fertilized egg from the partial microchamber, and collects the extruded fertilized egg in a live state (process) S3).
  • a plurality of fertilized eggs and a plurality of micro chambers are prepared, and the fertilized eggs are put in each of the plurality of micro chambers and cultured. By this culture, blastocysts are formed from each fertilized egg.
  • the form of a fertilized egg in which a blastocyst is formed in each microchamber is observed, and a fertilized egg to be recovered is determined from a plurality of fertilized eggs based on the result of the observation. .
  • the target fertilized egg is selectively selected from the specific microchamber by the flow of bubbles generated by electrolysis or the culture solution in the specific microchamber accompanying the generation of the bubbles. To release. Thereafter, the released fertilized eggs are collected and used for transplantation.
  • any one kind or two or more kinds of cells as described above can be used instead of a fertilized egg.
  • a single cell can be used as the cell, and a cell tissue (cell mass) formed by aggregating a plurality of cells can also be used.
  • a microcapsule enclosing a single cell or cell tissue body can also be used.
  • cells pushed out from the microchamber can be recovered, but the cells do not necessarily have to be recovered in a living state. Even if it is not recovered in a living state, it is possible to analyze characteristics such as expression of cellular genes and proteins.
  • the present device the microfluidic device according to the present embodiment (hereinafter referred to as “the present device”) will be described.
  • this method mentioned above can be implemented preferably by using this apparatus demonstrated below, it is not restricted to this, It can implement also using another apparatus.
  • the apparatus includes a plurality of microchambers for capturing target particles, and a common flow path in which the plurality of microchambers are opened.
  • Each of the plurality of microchambers includes an anode and a cathode for electrolysis. At least one of the electrodes is disposed. That is, in this apparatus, each of the plurality of micro chambers has an electrode for electrolysis that can apply a voltage independently of each other.
  • FIG. 2 is a plan view of an example of the apparatus 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the device 1 taken along the line III-III shown in FIG.
  • the apparatus 1 is laminated on the first member 20 provided with a plurality of (9 in FIG. 2) microchambers 10 and the first member 20.
  • Each of the plurality of microchambers 10 is provided with one electrode 40 of an anode and a cathode for electrolysis, and the second member 30 includes the anode and the cathode. Of these, the other electrode 41 is arranged.
  • FIG. 2 the top view of this apparatus 1 of the state which removed the 2nd member 30 is shown for convenience of explanation.
  • the symbols of the plurality of portions may be distinguished by attaching a lower case alphabet (for example, micro chambers 10a, 10b, If 10c) does not need to distinguish between them, the lower case alphabet is omitted.
  • a lower case alphabet for example, micro chambers 10a, 10b, If 10c
  • the first member 20 has a common flow path between the first substrate 21, the coating layer 22 laminated on the first substrate 21, and the first member 20 and the second member 30. And a spacer 23 for forming 24.
  • the first substrate 21, the coating layer 22, and the spacer 23 are all formed of a non-conductive material.
  • the non-conductive material is not particularly limited, and for example, glass or non-conductive resin can be preferably used. That is, for example, the first substrate 21 can be a glass substrate, the covering layer 22 can be a photoresist layer made of a non-conductive resin, and the spacer 23 can be a silicone rubber molded body.
  • the microchamber 10 is formed as a hole with a bottom that opens on the surface of the coating layer 22.
  • FIG. 3 shows an example in which the first member 20 is a laminated body having the first substrate 21 and the covering layer 22.
  • the first member 20 includes a single non-conductive substrate.
  • the microchamber 10 is formed to open on the surface of the non-conductive substrate.
  • the microchamber 10 is not limited to the example shown in FIG. 3 and other drawings as long as it opens on the surface of the non-conductive first member 20.
  • the inner surface of the microchamber 10 is preferably a so-called non-cell-adhesive surface to which the cells do not adhere.
  • the size of the microchamber 10 can be arbitrarily set according to the size of the target particles to be captured, and can be set to an appropriate size for capturing the target particles one by one, for example.
  • the bottom area and the opening area of the micro-chamber 10 for example, be in the range of 25 ⁇ 90000 ⁇ m 2, preferably in the range of 100 ⁇ 400 [mu] m 2. That is, when the microchamber 10 is a circular bottomed hole, the diameter of the bottom and the opening can be in the range of, for example, 5 to 300 ⁇ m, and preferably in the range of 80 to 250 ⁇ m. it can. Further, the depth of the microchamber 10 can be, for example, in the range of 5 to 300 ⁇ m, and preferably in the range of 80 to 250 ⁇ m.
  • the size of the microchamber 10 is too large compared to the size of the target particle, two or more target particles will enter one microchamber 10. In this case, the bubbles generated in the microchamber 10 easily pass through between the inner surface of the microchamber 10 and the captured target particles and leak out of the microchamber 10. It may not be used effectively as an actuator. Therefore, for example, when using a fertilized egg of a human or a non-human mammal as the target particle, in order to capture the fertilized egg one by one in each microchamber 10, the diameter of the microchamber 10 is, for example, 80 The depth is preferably in the range of ⁇ 250 ⁇ m, and the depth is preferably in the range of, for example, 80 to 250 ⁇ m.
  • the electrodes 40 for electrolysis are arranged one by one on the bottom of the microchamber 10.
  • the entire bottom portion of the microchamber 10 is the electrode 40.
  • the present invention is not limited to this, and the electrode 40 may be disposed on a part of the bottom portion.
  • the plurality of electrodes 40 formed in the apparatus 1 are formed so that voltages for electrolysis can be applied independently of each other. That is, the plurality of electrodes 40 can be connected to a power source independently of each other.
  • the three electrodes 40a, 40b, and 40c are disposed in the three micro chambers 10a, 10b, and 10c, respectively, and are electrically connected to each other. 42a, 42b and 42c are connected to each other.
  • a voltage can be selectively applied only to one electrode 40a connected to the wiring 42a.
  • water can be electrolyzed only in one microchamber 10a having an electrode 40a to which a voltage is applied to generate bubbles.
  • the electrode 40 and the wiring 42 are formed from a conductive material.
  • the conductive material is not particularly limited, and for example, ITO (Indium Oxide Tin), gold, platinum, and aluminum can be used.
  • ITO Indium Oxide Tin
  • gold gold
  • platinum platinum
  • aluminum can be used.
  • ITO that can easily and reliably form the transparent electrode 40 and the wiring 42 is preferably used. Can do.
  • the microchamber 10 having such an electrode 40 can be formed using, for example, a known semiconductor manufacturing technique.
  • 4A to 4D are explanatory views showing an example of a process for forming the microchamber 10.
  • a conductive film 27 made of ITO is patterned on a first substrate 21 made of a glass substrate, and electrodes 40a, 40b, 40c (see FIG. 4B) of the conductive film 27 are further patterned.
  • the positive photoresists 28a, 28b, and 28c are patterned in regions corresponding to each of the above.
  • the conductive film 27 is etched using a predetermined etching solution to form the electrodes 40a, 40b, and 40c. Further, as shown in FIG. 4C, a non-conductive layer 29 made of a negative photoresist is coated on the electrodes 40a, 40b, and 40c.
  • the microchambers 10a, 10b, and 10c are pattern-formed at positions corresponding to the electrodes 40a, 40b, and 40c in the non-conductive layer 29.
  • the microchambers 10a, 10b, and 10c having openings on the surface of the non-conductive covering layer 22 laminated on the first substrate 21 and having the electrodes 40a, 40b, and 40c at the bottom can be formed.
  • the second member 30 includes a second substrate 31 and an electrode 41 for electrolysis formed on the surface of the second substrate 31.
  • the second substrate 31 is made of a nonconductive material.
  • the non-conductive material is not particularly limited, and for example, glass or non-conductive resin can be preferably used. That is, for example, the second substrate 31 can be a glass substrate.
  • the electrode 41 is formed at a position facing the electrodes 40 of the plurality of microchambers 10 via the common flow path 24. That is, the apparatus 1 includes a plurality of electrodes 40 disposed on the bottom surfaces of the plurality of microchambers 10 and a common electrode 41 disposed to face the plurality of electrodes 40.
  • the electrode 41 is formed from a conductive material.
  • the conductive material is not particularly limited, and for example, ITO, gold, platinum, and aluminum can be used. In particular, ITO that can easily and reliably form the transparent electrode 41 can be preferably used.
  • this apparatus 1 is comprised by bonding these 1st members 20 and the 2nd members 30 together.
  • the common flow path 24 is formed as a gap between the plurality of micro chambers 10 and the second member 30.
  • the apparatus 1 has an inlet 25 for allowing a liquid to flow into the interior and an outlet 26 for allowing the liquid to flow out from the inside. That is, in the present apparatus 1, the liquid can be caused to flow into the common channel 24 and the microchamber 10 from the inlet 25, and the liquid in the common channel 24 and the microchamber 10 is allowed to flow out from the outlet 26. be able to.
  • FIG. 2 shows an example in which the inflow port 25 and the outflow port 26 open at the longitudinal ends of the apparatus 1.
  • the present invention is not limited to this example.
  • the inflow port 25 and the outflow port 26 At least one of them can be provided so as to open on the outer surface of the second member 30.
  • FIG. 5A to FIG. 5C are explanatory views showing respective steps when the present method is carried out using the apparatus 1 shown in FIG. 2 and FIG.
  • the target particles 50 are captured in each of the plurality of microchambers 10, as shown in FIG. 5A.
  • an aqueous solution in which the target particles 50 are dispersed is injected into the common channel 24 from the inlet 25 (see FIG. 2) of the apparatus 1.
  • the target particle 50 is placed on the electrode 40 which is the bottom.
  • each microchamber 10 and the common flow path 24 are filled with an aqueous solution.
  • 5 shows an example in which one target particle 50 is captured in one microchamber 10.
  • the present invention is not limited to this, and a plurality of target particles 50 can also be captured in one microchamber 10.
  • the microchamber 10 is formed in a size that can accommodate a plurality of target particles 50.
  • water is discharged by selectively applying a voltage to the electrode 40a of one microchamber 10a among the plurality of microchambers 10a, 10b, 10c. Decomposes to generate bubbles 60.
  • the target electrode 40a of one microchamber 10a and the electrode 41 of the second member 30 facing the electrode 40a are connected to a power source to serve as an anode and a cathode, and the aqueous solution in the microchamber 10a is electrically A voltage of a magnitude that can be decomposed to generate bubbles 60 is applied.
  • the third step S3 as shown in FIG. 5B, at least one of the bubbles 60 generated by electrolysis and the aqueous solution in the microchamber 10a that flows along with the generation of the bubbles 60 is used as an actuator.
  • the target particle 50a is extruded from the microchamber 10a.
  • the target particle 50a captured in one target microchamber 10a is an aqueous solution that leaks out of the microchamber 10a due to the bubble 60 generated on the electrode 40a and floating. Is pushed out to the common flow path 24 by the flow of. Normally, both the bubble 60 and the aqueous solution flow act on the target particle 50a.
  • one target particle 50a released from one target micro chamber 10a can be selectively recovered.
  • the target particles 50b and 50c can be maintained in a captured state.
  • the electrode 40 is disposed behind the position in the microchamber 10 where the target particle 50 is captured and held, by the generation of bubbles on the electrode 40, The target particles 50 can be reliably pushed out from the microchamber 10 into the common flow path 24.
  • FIG. 6 is a plan view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the device 1 taken along the line VII-VII shown in FIG.
  • the device 1 includes a first member 20 provided with a plurality of microchambers 10 and a second member 30 stacked on the first member 20.
  • Each of the plurality of micro chambers 10 is provided with one electrode 40 of an anode and a cathode for electrolysis, and the second member 30 is provided with the other electrode 41 of the anode and the cathode.
  • the electrode 40 is disposed at the bottom of the microchamber 10.
  • the electrode 41 of the second member 30 is not disposed at a position facing the electrode 40 of the microchamber 10 but is disposed at a position shifted from the facing position. That is, in this apparatus 1 according to this example, the electrode 41 is disposed at a position shifted from the position facing the electrodes 40 disposed in the plurality of microchambers 10 in the second member 30. In this case, the degree of freedom of wiring in the device 1 is relatively high.
  • FIG. 8 is a plan view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the device 1 taken along the line IX-IX shown in FIG.
  • both the anode and cathode electrodes 40 and 41 for electrolysis are arranged in each of the plurality of microchambers 10. That is, one electrode 40 of the anode and the cathode is disposed on a part of the bottom of the microchamber 10, and the other electrode 41 of the anode and the cathode is disposed on the other part of the bottom. . Therefore, as shown in FIG. 9, the second member 30 is not provided with electrodes.
  • the microchamber is applied by selectively connecting one electrode 40 and the other electrode 41 arranged in one target microchamber 10 to a power source and applying a voltage.
  • water can be electrolyzed to generate bubbles.
  • the pair of electrodes 40 and 41 necessary for electrolysis can be arranged close to each other, the applied voltage can be effectively reduced. Further, the structure of the second member 30 can be simplified, and the assembly of the apparatus 1 is facilitated.
  • one electrode 40 (for example, the anode) is formed so as to cover the central portion of the bottom of the microchamber 10. That is, the area of one electrode 40 is enlarged and disposed in the central portion of the microchamber 10. Therefore, it is possible to reliably push out the target particles using the generation of bubbles in one electrode 40.
  • the other electrode 41 (for example, a cathode) is formed so as to surround a portion of the one electrode 40 that covers the central portion at the bottom of the microchamber 10. Therefore, it is possible to reliably push out the target particles while reducing the magnitude of the voltage applied to the pair of electrodes 40 and 41.
  • the electrode 40 can be a cathode and the electrode 41 can be an anode.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1.
  • FIG. 11A to FIG. 11C are explanatory views showing respective steps when the present method is carried out using the present apparatus 1 shown in FIG.
  • each of the plurality of micro chambers 10 has an opening in the common channel 24 and a storage chamber 11 in which target particles 50 are stored.
  • the electrolysis chamber 12 is provided in communication with the storage chamber 11 and in which the electrodes 40 and 41 for electrolysis are disposed.
  • the storage chamber 11 and the electrolysis chamber 12 are communicated with each other via the communication path 13. More specifically, the electrolysis chamber 12 is provided directly below the storage chamber 11. In the electrolysis chamber 12, both one electrode 40 and the other electrode 41 of the anode and cathode for electrolysis are arranged.
  • the communication path 13 is formed in a size that the target particles 50 cannot pass through. That is, the opening 15 of the communication path 13 in the bottom 14 (see FIG. 10) of the storage chamber 11 is formed in a size smaller than the target particle 50 (see FIGS. 11A to 11C). That is, the opening 15 of the communication path 13 is formed in a part of the bottom 14 of the storage chamber 11 with a size smaller than the bottom 14.
  • the target particles 50 are held in the storage chamber 11 without falling into the electrolysis chamber 12.
  • the target particles 50 can also be held at the bottom 14 of the storage chamber 11 so as to close the opening 15 of the communication passage 13.
  • Electrodes 40 and 41 are arranged at the bottom of the electrolysis chamber 12, but the present invention is not limited to this.
  • at least one of the electrodes 40 and 41 is not limited thereto.
  • the target particles 50 are captured in the storage chambers 11 of the plurality of microchambers 10, as shown in FIG. 11A.
  • the second step S2 as shown in FIGS. 11B and 11C, by selectively applying a voltage to the electrodes 40 and 41 of the target microchamber 10 (see FIG. 5B), the electrical Water is electrolyzed in the decomposition chamber 12 to generate bubbles 60.
  • the third step S3 as shown in FIG. 11B and FIG. 11C, at least one of the bubbles 60 generated by electrolysis and the aqueous solution in the microchamber 10 that flows along with the generation of the bubbles 60 is used as an actuator.
  • the target particles 50 are pushed out from the microchamber 10 by using the same.
  • the aqueous solution filled in the electrolysis chamber 12 is pushed out to the storage chamber 11 through the communication path 13, and further the storage chamber 11 is pushed out to the common channel 24.
  • the target particles 50 can be pushed out of the microchamber 10 by the flow of the aqueous solution from the electrolysis chamber 12 toward the common flow path 24.
  • the target particle 50 is pushed out to the common channel 24 by the rising bubble 60. You can also.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1.
  • FIG. 13A and FIG. 13B are explanatory views showing respective steps in the case of carrying out this method using the present apparatus 1 shown in FIG.
  • each of the plurality of microchambers 10 has an accommodation chamber 11 that opens to the common flow path 24 and accommodates the target particles 50.
  • an electrolysis chamber 12 provided in communication with the storage chamber 11 and having electrodes 40 and 41 disposed therein.
  • the electrolysis chamber 12 is provided at a position shifted from directly below the storage chamber 11, and the electrolysis chamber 12 and the storage chamber 11 are connected by a bent communication path 13.
  • the target particles 50 are captured in the storage chambers 11 of the plurality of micro chambers 10, as shown in FIG. 13A.
  • the second step S2 as shown in FIG. 13B, by selectively applying a voltage to the electrodes 40 and 41 of the target microchamber 10 (see FIG. 5B), the electrolysis chamber 12 thereof.
  • the water is electrolyzed to generate bubbles 60.
  • the bubbles generated in the electrolysis chamber 12 are held in the electrolysis chamber 12, so that the bubbles mainly flow out from the microchamber 10 to the common flow path 24 as the bubbles are generated.
  • the flow of aqueous solution is used as an actuator.
  • the bubble 60 when the bubble 60 passes through the communication path 13 and rises to the storage chamber 11, the bubble 60 may be used as an actuator to push out the target particle 50. it can.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1.
  • FIG. 15A and FIG. 15B are explanatory views showing respective steps in the case of carrying out this method using the present apparatus 1 shown in FIG.
  • each of the plurality of microchambers 10 has an accommodation chamber 11 that opens to the common flow path 24 and accommodates the target particles 50.
  • Generation of bubbles 60 caused by electrolysis of water in the electrolysis chamber 12 provided between the electrolysis chamber 12 in which the electrodes 40 and 41 for electrolysis are disposed, and the storage chamber 11 and the electrolysis chamber 12 Accordingly, there is a stretchable film (hereinafter, referred to as “extruded film 70”) that is deformed so as to push out the target particles 50 from the 11 storage chambers.
  • the extruded film 70 is provided so as to partition the storage chamber 11 and the electrolysis chamber 12 and constitutes the bottom of the storage chamber 11.
  • the extruded film 70 has elasticity that can be flexibly deformed by the generation of bubbles 60 in the electrolysis chamber 12.
  • the extruded film 70 can also be formed so as to seal the electrolysis chamber 12.
  • the material constituting the extruded film 70 is not particularly limited as long as it can realize the above-described stretchability.
  • a polymer such as polydimethylsiloxane (PDMS), polystyrene, polycarbonate, thick photoresist can be used.
  • the thickness of the extruded film 70 can be set in the range of 10 to 200 ⁇ m, for example.
  • the microchamber 10 having such an extruded film 70 can be produced, for example, by spin-coating PDMS on a mold on a silicon wafer.
  • the thickness of the extruded film 70 can be arbitrarily controlled by the number of rotations during spin coating.
  • the target particles 50 are captured in the storage chambers 11 of the plurality of micro chambers 10, as shown in FIG. 15A. That is, the target particles 50 are allowed to settle on the extruded film 70 in the storage chamber 11.
  • the extruded film 70 covers the upper part of the electrolysis chamber 12, the bubbles 60 generated in the electrolysis chamber 12 rise and push up the extruded film 70 from below. Since the extruded film 70 has elasticity, a part thereof is deformed so as to be displaced upward.
  • the target particles 50 are pushed upward by the extruded film 70 and pushed out to the common flow path 24.
  • the target particle 50 can be reliably extruded from the microchamber 10 by using the extruded film 70 as an actuator.
  • FIG. 16 is a plan view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view of the present apparatus 1 cut along the line XVII-XVII shown in FIG.
  • the apparatus 1 according to this example has an extruded film 70 as in the example shown in FIGS. 14 and 15 described above.
  • the extruded film 70 according to this example connects a central portion 71 constituting the central portion, a part of the central portion 71, and the inner wall (coating layer 22) of the microchamber 10.
  • a plurality of (four in FIG. 16) connection portions 72 that partially support the central portion 71. That is, in this example, the storage chamber 11 and the electrolysis chamber 12 are separated by the extruded film 70 while being in communication.
  • the central portion 71 of the extruded film 70 is formed so that its lower surface 73 has a concave shape recessed toward the common flow path 24. For this reason, the foam 60 generated in the electrolysis chamber 12 can be efficiently collected in the depression of the central portion 71 of the extruded film 70, and the extruded film 70 can be efficiently deformed.
  • the extruded film 70 shown in FIG. 16 can also be formed in a flat shape as shown in FIG. 14 without having such a depression.
  • FIG. 18 shows a cross-sectional view of one peripheral portion of a plurality of microchambers 10 in another example of the apparatus 1.
  • FIG. 19A and FIG. 19B are explanatory views showing respective steps in the case of carrying out this method using the present apparatus 1 shown in FIG.
  • the extruded film 70 provided in the present apparatus 1 according to this example is formed in a hollow bellows shape, and can be expanded and contracted toward the common flow path 24.
  • the extruded film 70 can be manufactured using the same material as the extruded film 70 according to the example shown in FIGS.
  • the stretchable part 74 and the base part 75 can be formed using a mold having a shape corresponding to the stretchable part 74 and the base part 75. That is, for example, when using a polymer such as PDMS as a material, an outer frame having a bellows-like portion corresponding to the stretchable portion 74 and an inner frame having the same shape slightly smaller than the outer frame are overlapped,
  • the extruded film 70 having the bellows-like stretchable part 74 can be produced by pouring and curing the polymer between the outer frame and the inner frame.
  • the target particles 50 are captured in the storage chambers 11 of the plurality of micro chambers 10, as shown in FIG. 19A. That is, the target particles 50 are allowed to settle on the stretchable part 74 of the extruded film 70 in the storage chamber 11.
  • the extruded film 70 covers the upper portion of the electrolysis chamber 12, the bubbles 60 generated in the electrolysis chamber 12 rise and push up the stretchable portion 74 of the extruded membrane 70 from below. At this time, the stretchable part 74 of the extruded film 70 efficiently extends upward utilizing the bellows shape. As a result, the target particle 50 is pushed upward by the expansion / contraction part 74 of the extruded film 70 and pushed out to the common flow path 24.
  • FIG. 20 is a plan view of a peripheral portion of three micro chambers 10a, 10b, and 10c among a plurality of micro chambers 10 in another example of the apparatus 1.
  • FIG. 21A and FIG. 21B are explanatory views showing respective steps in the case of carrying out this method using the apparatus 1 shown in FIG.
  • This apparatus 1 includes a common flow path 24 that meanders in a zigzag manner as shown in FIGS. 20, 21A, and 21B.
  • a plurality of microchambers 10 are formed so as to cross from a part of the common channel 24 arranged in parallel to each other to another part.
  • each microchamber 10 is provided so as to open in the middle portion of the common flow path 24, and an electrode 40 for electrolysis is disposed in the back thereof, and further in the back of the electrode 40. Is formed with a narrowed passage 16 having a reduced cross-sectional area, and the narrowed passage 16 communicates with the other middle portion of the common flow path 24.
  • target particles 50a, 50b, and 50c are captured in the plurality of micro chambers 10a, 10b, and 10c, respectively.
  • the trapping of the target particles 50 is a meandering flow along the common flow path 24 in a state where the target particles 50 are not trapped (solid arrows in FIG. 20).
  • the flow length and cross-sectional area of the flow path are such that the pressure loss of the flow indicated by (2) is larger than the pressure loss of the bypass flow (flow indicated by the broken arrow in FIG. 20) via the microchamber 10 and the narrow path 16. It can be realized by adjusting.
  • the target particles 50a are selectively extruded from the microchamber 10a. Thereafter, by flowing a new aqueous solution through the common channel 24, the target particles 50a pushed into the common channel 24 can be selectively recovered.
  • the target particles 50a released from some of the micro chambers 10a, 10b, and 10c can be captured in another micro chamber 10b.
  • the target particle 50a is made to flow based on the above-described pressure loss balance. It can be captured in the microchamber 10b on the downstream side that has been previously evacuated.
  • the plurality of target particles 50 can be rearranged or replaced arbitrarily.
  • 20, 21 ⁇ / b> A, and 21 ⁇ / b> B show an example in which one electrode 40 among the anode and cathode for electrolysis is arranged in each microchamber 10.
  • the present invention is not limited to this, and each microchamber 10 is not limited thereto. It is also possible to provide both the anode and cathode electrodes.
  • this electrode was coated with a negative-type thick film photoresist SU8 to form a resist layer made of SU8 (see FIG. 4C). Then, this resist layer was patterned to form 48 (6 ⁇ 8) microchambers each having an electrode at the bottom (see FIG. 4D).
  • the diameter of the microchamber was 150 ⁇ m and the depth was 150 ⁇ m.
  • the size of the microchamber was adopted as an appropriate size for capturing one fertilized egg of a mammal.
  • this apparatus 1 was produced by covering this 1st member with the 2nd member by which the electrode which consists of an ITO layer is formed on the glass substrate.
  • the produced apparatus 1 was observed with a bright field microscope. Since the ITO constituting the electrode provided in the apparatus 1 was transparent, it could be observed with an inverted microscope (Olympus IX71).
  • the electrode of the microchamber was connected to the plus of the DC power supply (Agilent E3641A) through a conductive line tape, and the electrode of the second member was connected to the minus of the DC power supply. That is, the electrode of the microchamber was used as the anode, and the electrode of the second member facing was used as the cathode.
  • FIG. 22 shows an enlarged part of a micrograph of the apparatus 1. As shown in FIG. 22A, it was confirmed that a plurality of microchambers were regularly arranged in the coating layer made of SU8. In addition, an electrode formed by an ITO film pattern was disposed at the bottom of each microchamber. In addition, since ITO which comprises an electrode and wiring was transparent and it was difficult to visually recognize under a microscope, the pattern (ITO) of the said electrode and wiring was shown in FIG. 22B.
  • FIG. 23 shows an example of a micrograph in which the device 1 captures one microbead captured in each microchamber.
  • FIG. 24A to FIG. 24C show images of a part of the apparatus 1 taken in the course of performing the method with time lapse video.
  • 24A shows an image immediately before applying a voltage (0 second)
  • FIG. 24B shows an image 1.1 seconds after applying the voltage
  • FIG. 24C shows 4.3 seconds after applying the voltage. The image of is shown.
  • microbeads in the center microchamber indicated by the arrow shown in FIG. 24A were selected as targets.
  • the electrode arranged at the bottom of the selected microchamber was selectively connected to a DC power supply.
  • a voltage of 5.2 V is applied between the electrode of the selected microchamber and the electrode of the second member facing the electrode, and a current is applied between the bottom ITO electrode and the upper ITO electrode. And electrolysis of PBS was performed. As a result, as shown in FIG. 24B, immediately after the voltage application, a bubble was generated from the electrode disposed at the bottom only in the target microchamber.
  • the microbeads captured in the target microchamber were pushed out of the microchamber by bubbles and completely released.
  • the microbeads captured in other microchambers to which no voltage was applied were not released and remained held.
  • the target microbead could be selectively released from the microchamber. Even when polystyrene microbeads having a diameter of 10 ⁇ m or 50 ⁇ m were used, selective release could be realized in the same manner.
  • Example 1 [Evaluation of Influence of Electrolysis on Survival Rate of Mammalian Cells] As the device 1, the same microfluidic device as that prepared in Example 1 was used. Bovine arterial endothelial cells were used as the cells.
  • the culture medium in which the cells were dispersed was injected into the apparatus 1 to capture the cells in the microchamber and cultured for a predetermined time.
  • a voltage of 0 to 8 V was applied to the microchamber for 10 seconds.
  • a commercially available reagent Live / Dead Assay (registered trademark) Viability / Cytotoxicity reagent for evaluating cell viability was injected into the microchamber.
  • the treated cells were observed under a fluorescence microscope.
  • dead cells were stained red and live cells were stained green.
  • the number of dead cells was counted under a microscope. Then, the ratio (%) of the number of dead cells to the total number of cells (live cell number + dead cell number) was calculated.
  • FIG. 25 shows the evaluation results.
  • the horizontal axis indicates the voltage (V) applied to the microchamber, and the vertical axis indicates the ratio (%) of the number of dead cells.
  • V voltage
  • the vertical axis indicates the ratio (%) of the number of dead cells.
  • thermograph device Neo Thermo TVS-600, NEC Avio Infrared Technology Co., Ltd.

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Abstract

　穏やかな条件で確実に粒子を操作する方法を提供する。　本発明に係る方法は、各々が電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極を有する複数のマイクロチャンバーに操作の対象とする粒子を捕捉し（Ｓ１）、前記複数のマイクロチャンバーのうち一部のマイクロチャンバーの前記電極に選択的に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ（Ｓ２）、前記泡の発生に伴い作動するアクチュエーターによって、前記一部のマイクロチャンバーから選択的に前記粒子を押し出す（Ｓ３）方法である。

Description

粒子を操作する方法及びマイクロ流体装置
　本発明は、粒子を操作する方法及びマイクロ流体装置に関し、特に、電気分解による泡の発生を利用して粒子を操作する方法及び装置に関する。
　大量の細胞を高速にアレイ化し高感度で解析するマイクロ流体システムは、医療診断や新薬開発等の産業応用に加え、基礎科学の分野でも重要な解析ツールとしての役割を発揮してきた。
　そして、さらに発展したマイクロ流体システムとして、例えば、アレイ化された大量の細胞を解析した後、特異的な反応を示した細胞の遺伝子やタンパク質を詳細に解析するために、当該大量の細胞のうちから特定の細胞を選択的に取り出す機能を備えたシステムの開発が望まれている。
　そこで、従来、例えば、非特許文献１において、アルミニウムパッチが配置された複数のマイクロチャンバーの各々にマイクロビーズを１つずつ捕捉し、特定のマイクロチャンバーのアルミニウムパッチにレーザーを照射して溶液を局所的に沸騰させることにより泡を発生させ、当該特定のマイクロチャンバーから選択的にマイクロビーズを解放する技術が提案されている。
　また、例えば、非特許文献２において、電気泳動力によってマイクロビーズや細胞をマイクロウェルから取り出す技術が提案されている。
Wei-Heong Tan and Shoji Takeuchi (2007) Proc Natl Acad Sci USA, 104,1146-1151. Ching-Yu Chang et al. (2009) Lab Chip, 9, 1185-1192.
　しかしながら、上記非特許文献１に記載の技術においては、例えば、（１）溶液を部分的に沸騰させるため細胞を傷つけてしまう可能性がある、（２）レーザーを発生させる装置が高価である、（３）標的とするマイクロチャンバーに正確にレーザーを照射するために高い技術力を要する、といった問題があった。
　また、上記非特許文献２に記載の技術においては、電気泳動力が小さいため、例えば、受精卵等の比較的大きな細胞を確実に操ることができないといった問題があった。
　本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであり、穏やかな条件で確実に粒子を操作する方法及びマイクロ流体装置を提供することをその目的の一つとする。
　上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る方法は、各々が電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極を有する複数のマイクロチャンバーに操作の対象とする粒子を捕捉し、前記複数のマイクロチャンバーのうち一部のマイクロチャンバーの前記電極に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ、前記泡の発生に伴い作動するアクチュエーターによって、前記一部のマイクロチャンバーから選択的に前記粒子を押し出すことを特徴とする。本発明によれば、穏やかな条件で確実に粒子を操作する方法を提供することができる。
　また、前記アクチュエーターは、浮遊する前記泡又は前記泡の発生に伴い流動する前記マイクロチャンバー内の液体であることとしてもよい。また、前記アクチュエーターは、前記マイクロチャンバーにおいて前記電極と前記粒子との間に設けられ前記泡の発生に伴い前記粒子を押し出すように変形する伸縮性の膜であることとしてもよい。
　また、前記粒子は細胞であり、前記複数のマイクロチャンバーの各々に前記細胞を１つずつ捕捉して培養し、前記複数のマイクロチャンバーで培養された複数の前記細胞のうち一部を回収すべき細胞として決定し、前記複数のマイクロチャンバーのうち前記回収すべき細胞が捕捉されている一部のマイクロチャンバーの前記電極に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ、前記泡の発生に伴い作動する前記アクチュエーターによって、前記一部のマイクロチャンバーから選択的に前記細胞を押し出すこととしてもよい。この場合、前記細胞は受精卵であり、前記一部のマイクロチャンバーから選択的に押し出された前記受精卵を生きた状態で回収することとしてもよい。
　上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置は、粒子を捕捉するための複数のマイクロチャンバーと、前記複数のマイクロチャンバーが開口する共通流路と、を備えたマイクロ流体装置であって、前記複数のマイクロチャンバーの各々には、電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極が配置されていることを特徴とする。本発明によれば、穏やかな条件で確実に粒子を操作することのできるマイクロ流体装置を提供することができる。
　また、前記複数のマイクロチャンバーが設けられた第一部材と、前記第一部材に積層された第二部材と、を備え、前記複数のマイクロチャンバーの各々には、前記陽極及び陰極のうち一方の電極が配置され、前記第二部材には、前記陽極及び陰極のうち他方の電極が配置されていることとしてもよい。また、前記複数のマイクロチャンバーの各々には、前記陽極及び陰極の両方の電極が配置されていることとしてもよい。
　また、前記複数のマイクロチャンバーの各々は、前記共通流路に開口し前記粒子が収容される収容室と、前記収容室に連通して設けられ前記電極が配置された電気分解室と、を有することとしてもよい。また、前記複数のマイクロチャンバーの各々は、前記共通流路に開口し前記粒子が収容される収容室と、前記電極が配置された電気分解室と、前記収容室と前記電気分解室との間に設けられ前記電気分解室における水の電気分解による泡の発生に伴って前記粒子を前記収容室から押し出すように変形する伸縮性の膜と、を有することとしてもよい。
　本発明によれば、穏やかな条件で確実に粒子を操作する方法及びマイクロ流体装置を提供することができる。
本発明の一実施形態に係る方法に含まれる主な工程を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置の一例についての平面図である。 図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線で切断したマイクロ流体装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロチャンバーを形成する工程の一例について、その一部を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロチャンバーを形成する工程の一例について、他の一部を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロチャンバーを形成する工程の一例について、さらに他の一部を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロチャンバーを形成する工程の一例について、さらに他の一部を示す説明図である。 図２及び図３に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程の一部を示す説明図である。 図２及び図３に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程の他の一部を示す説明図である。 図２及び図３に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程のさらに他の一部を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置の他の例の一部の平面図である。 図６に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線で切断したマイクロ流体装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置の他の例の一部の平面図である。 図８に示すＩＸ－ＩＸ線で切断したマイクロ流体装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置の他の例の一部の断面図である。 図１０に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程の一部を示す説明図である。 図１０に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程の他の一部を示す説明図である。 図１０に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程のさらに他の一部を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置の他の例の一部の断面図である。 図１２に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程の一部を示す説明図である。 図１２に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程の他の一部を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置の他の例の一部の断面図である。 図１４に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程の一部を示す説明図である。 図１４に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程の他の一部を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置の他の例の一部の平面図である。 図１６に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線で切断したマイクロ流体装置の断面図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置の他の例の一部の断面図である。 図１８に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程の一部を示す説明図である。 図１８に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程の他の一部を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置の他の例の一部の平面図である。 図２０に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程の一部を示す説明図である。 図２０に示すマイクロ流体装置を用いた方法における工程の他の一部を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置の顕微鏡写真の一例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置の顕微鏡写真の他の例を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置におけるマイクロビーズの選択的解放を撮影したタイムラプスビデオ画像の一例（０秒後）を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置におけるマイクロビーズの選択的解放を撮影したタイムラプスビデオ画像の一例（１．１秒後）を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置におけるマイクロビーズの選択的解放を撮影したタイムラプスビデオ画像の一例（４．３秒後）を示す説明図である。 本発明の一実施形態に係るマイクロ流体装置において電気分解による泡の発生が細胞の生存率に与える影響を評価した結果の一例を示す説明図である。
　以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明は、本実施形態に限られるものではない。
　まず、本実施形態に係る方法（以下、「本方法」という。）について説明する。図１は、本方法に含まれる主な工程を示す説明図である。
　図１に示すように、本方法においては、各々が電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極を有する複数のマイクロチャンバーに操作の対象とする粒子を捕捉し（工程Ｓ１）、当該複数のマイクロチャンバーのうち一部のマイクロチャンバーの当該電極に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ（工程Ｓ２）、当該泡の発生に伴い作動するアクチュエーターによって、当該一部のマイクロチャンバーから選択的に当該粒子を押し出す（工程Ｓ３）。
　すなわち、第一の工程Ｓ１では、まず、電気分解用の電極を有する複数のマイクロチャンバーを準備する。このマイクロチャンバーについては、後に詳しく説明するが、複数のマイクロチャンバーの各々は、互いに独立に電圧を印加することのできる電気分解用の電極を有している。
　次いで、各マイクロチャンバーに操作の対象とする粒子（以下、「対象粒子」という。）を入れる。ここで、対象粒子は、液体の流れに乗せて運搬できる粒子であれば特に限られず、例えば、細胞やマイクロビーズを用いることができる。
　細胞の種類は特に限られず、例えば、ヒト又はヒト以外の動物の細胞を好ましく用いることができる。より具体的には、例えば、ヒト又はヒト以外の動物に由来する様々な分化細胞や未分化細胞（幹細胞、ＥＳ細胞、ｉＰＳ細胞等）、また、受精卵を用いることもできる。細胞としては、単一の細胞を用いることができ、また、複数の細胞が集合して形成された細胞組織体を用いることもできる。
　マイクロビーズとしては、例えば、樹脂ビーズやゲルビーズを用いることができる。また、細胞や細胞組織体をゲルで被覆して形成されたマイクロカプセルを用いることもできる。なお、対象粒子としては、これら細胞やマイクロビーズ等の球状体を好ましく用いることができるが、その形状は球状に限られない。
　対象粒子のサイズは、液体中で浮遊させてマイクロチャンバーから押し出すことのできる範囲であれば特に限られないが、対象粒子が球状体である場合には、その直径は、例えば、１μｍ以上とすることができ、好ましくは数十～数百μｍの範囲とすることができる。
　続く第二の工程Ｓ２では、対象粒子が捕捉された複数のマイクロチャンバーのうち、一部のマイクロチャンバーの電極に選択的に電圧を印加し、当該一部のマイクロチャンバーで水の電気分解を行って泡を発生させる。
　すなわち、選択された一部のマイクロチャンバーが有する電極のみを電源に接続して通電することによって、当該一部のマイクロチャンバーで当該電極から泡を発生させる。なお、水の電気分解によって、陰極では水素ガスが発生し、陽極では酸素ガスが発生する。
　印加する電圧の大きさは、水を電気分解して泡を発生させることのできる範囲であれば特に限られないが、対象粒子として細胞を用いる場合には、当該細胞の生存を適切に維持できる比較的小さな範囲とすることが好ましい。
　具体的には、例えば、３～１０Ｖの範囲とすることができ、４～６Ｖの範囲とすることが好ましい。ただし、印加すべき電圧の大きさは、これに限られず、本方法で用いるマイクロ流体装置の構造や電気分解の対象となる水溶液の組成等の条件に応じて適宜設定することができる。
　第三の工程Ｓ３では、泡の発生に伴い作動するアクチュエーターによって、一部のマイクロチャンバーから選択的に対象粒子を解放する。このアクチュエーターについては、後に詳しく説明するが、当該アクチュエータは、例えば、電気分解により発生した浮遊する泡又は当該泡の発生に伴い流動するマイクロチャンバー内の液体とすることができる。
　すなわち、本方法においては、例えば、マイクロチャンバーで発生し浮遊する泡をアクチュエータとして利用することで、当該泡によって当該マイクロチャンバーから対象粒子を押し出すことができる。また、本方法においては、例えば、マイクロチャンバーで泡の発生に伴い流動する液体をアクチュエーターとして利用することで、当該液体の流れに乗せて当該マイクロチャンバーから対象粒子を押し出すことができる。
　また、本方法におけるアクチュエーターは、例えば、マイクロチャンバーにおいて電極と対象粒子との間に設けられ泡の発生に伴い当該対象粒子を押し出すように変形する伸縮性の膜とすることもできる。この膜についても後に詳しく説明するが、本方法においては、泡の発生に伴う圧力によってマイクロチャンバーから対象粒子を押し出すように変形する膜をアクチュエーターとして利用することもできる。
　このような本方法によれば、複数のマイクロチャンバーのうち特定のマイクロチャンバーからの選択的な対象粒子の解放を、穏やかな条件で確実に実現することができる。
　すなわち本方法は、電気分解による泡の発生を利用するため、例えば、（１）発生する熱が極めて小さく対象粒子（特に細胞）に対するダメージが小さい、（２）レーザー照射装置等の特殊な装置を必要としないため汎用性が高い、（３）汎用的なエレクトロニクス技術を用いて電極の配置及び配線をすることで狙ったマイクロチャンバーにのみ簡便に且つ確実に泡を発生させることができる、といった利点を有する。
　また、本方法は、泡の発生に伴う圧力を利用するため、電気泳動力では操ることのできないような対象粒子であっても確実に操作することができるといった利点も有する。
　したがって、本方法においては、例えば、哺乳動物の受精卵のように、比較的大きく、且つ環境の条件に敏感でダメージを受けやすい細胞を無傷のまま効率よく且つ確実に操作することができる。
　具体的に、例えば、畜産分野においては、和牛の受精卵をホルスタインの胎内に入れて、当該ホルスタインに和牛を産ませるといった畜産技術の開発が進められている。この場合、受精卵は胚盤胞を形成するまで生体外で培養し、その後、胚盤胞となった受精卵を母胎の子宮に移植することになる。
　また、通常、複数の受精卵を準備して培養し、胚盤胞を形成した複数の受精卵のうち、移植に適した良好な状態のものを選択的に回収し、実際の移植に用いる。受精卵が移植に適した良好な状態であるか否かは、顕微鏡下の観察において、その大きさや形状によって目視で判別することができる。一方、受精卵は環境条件に敏感でありダメージを受けやすいため、その選択的な回収は穏やかな条件下で行う必要がある。
　そこで、上述のような利点を有する本方法によれば、複数のマイクロチャンバーの各々で受精卵を胚盤胞となるまで培養し、その後、胚盤胞を形成した複数の受精卵のうち移植に適していると判断された特定の受精卵を選択的に良好な状態のまま回収することが可能となる。
　すなわち、この場合、本方法においては、複数のマイクロチャンバーの各々に受精卵を１つずつ捕捉して培養し（工程Ｓ１）、当該複数のマイクロチャンバーで培養された複数の当該受精卵のうち一部を回収すべき受精卵として決定し、当該複数のマイクロチャンバーのうち当該回収すべき受精卵が捕捉されている一部のマイクロチャンバーの電極に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ（工程Ｓ２）、当該泡の発生に伴い作動するアクチュエーターによって、当該一部のマイクロチャンバーから選択的に当該受精卵を押し出し、押し出された当該受精卵を生きた状態で回収する（工程Ｓ３）。
　具体的に、第一の工程Ｓ１においては、複数の受精卵と、複数のマイクロチャンバーと、を準備し、当該複数のマイクロチャンバーの各々に当該受精卵を１つずつ入れて培養する。この培養によって、各受精卵から胚盤胞を形成させる。
　第二の工程Ｓ２においては、まず、各マイクロチャンバーで胚盤胞を形成した受精卵の形態を観察し、当該観察の結果に基づいて、複数の受精卵のうち回収すべき受精卵を決定する。
　次いで、この回収すべき受精卵が培養されている特定のマイクロチャンバーの電極に選択的に電圧を印加することにより、当該特定のマイクロチャンバーで電気分解を行い、泡を発生させる。
　そして、第三の工程Ｓ３においては、電気分解により発生し浮遊する泡又は当該泡の発生に伴う特定のマイクロチャンバー内の培養液の流れによって、当該特定のマイクロチャンバーから標的の受精卵を選択的に解放する。その後、解放された受精卵を回収して移植に用いる。
　このように、本方法によれば、マイクロチャンバーを用いて大量の和牛の受精卵をアレイ化して培養した後、当該大量の受精卵のうち活性の高い受精卵のみを無傷で選択的に回収することができる。
　すなわち、大量の受精卵から好ましい受精卵のみを選択的に且つ高速で回収するというマイクロ流体システムを実現することができる。このようなマイクロ流体システムにおいては、受精卵の培養や選択的な回収を自動化することも可能である。なお、このような本方法においては、受精卵に代えて、上述したような任意の１種類又は２種類以上の細胞を用いることもできる。すなわち、細胞としては、単一の細胞を用いることができ、また、複数の細胞が集合して形成された細胞組織体（細胞塊）を用いることもできる。また、単一の細胞又は細胞組織体を内包するマイクロカプセルを用いることもできる。また、受精卵も含め、対象粒子として細胞を用いる場合には、マイクロチャンバーから押し出された細胞を回収することができるが、当該細胞は必ずしも生きた状態で回収される必要はない。生きた状態で回収されないとしても、細胞の遺伝子やタンパク質の発現等の特性を解析することは可能である。
　次に、本実施形態に係るマイクロ流体装置（以下、「本装置」という。）について説明する。なお、上述した本方法は、以下に説明する本装置を用いることにより好ましく実施することができるが、これに限られず、他の装置を用いても実施することができる。
　本装置は、対象粒子を捕捉するための複数のマイクロチャンバーと、当該複数のマイクロチャンバーが開口する共通流路と、を備え、当該複数のマイクロチャンバーの各々には、電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極が配置されている。すなわち、本装置においては、複数のマイクロチャンバーの各々が、互いに独立に電圧を印加できる電気分解用の電極を有している。
　図２は、本装置１の一例についての平面図である。図３は、図２に示すＩＩＩ－ＩＩＩ線で切断した本装置１の断面図である。
　この例に係る本装置１は、図２及び図３に示すように、複数（図２では９つ）のマイクロチャンバー１０が設けられた第一部材２０と、当該第一部材２０に積層された第二部材３０と、を備え、当該複数のマイクロチャンバー１０の各々には、電気分解用の陽極及び陰極のうち一方の電極４０が配置され、当該第二部材３０には、当該陽極及び陰極のうち他方の電極４１が配置されている。
　なお、図２においては、説明の便宜のため、第二部材３０を取り外した状態の本装置１の平面図を示している。また、以下の説明において、本装置１が複数の同様の部分を有する場合には、当該複数の部分の符号に小文字のアルファベットを付して区別することがある（例えば、マイクロチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃ）が、これらを特に区別する必要のない場合には、当該小文字のアルファベットは省略することとする。
　図３に示すように、第一部材２０は、第一基板２１と、当該第一基板２１に積層された被覆層２２と、当該第一部材２０と第二部材３０との間に共通流路２４を形成するためのスペーサ２３と、を有している。
　第一基板２１、被覆層２２及びスペーサ２３はいずれも非導電性の材料で形成される。この非導電性材料は特に限られず、例えば、ガラスや非導電性樹脂を好ましく用いることができる。すなわち、例えば、第一基板２１をガラス基板とし、被覆層２２を非導電性樹脂からなるフォトレジスト層とし、スペーサ２３をシリコーンゴム成形体とすることができる。
　マイクロチャンバー１０は、被覆層２２の表面に開口する有底の穴として形成されている。なお、図３には、第一部材２０が第一基板２１と被覆層２２とを有する積層体である例を示しているが、例えば、当該第一部材２０は単一の非導電性基板とすることもでき、この場合には、マイクロチャンバー１０は、当該非導電性基板の表面に開口するよう形成される。
　すなわち、マイクロチャンバー１０は、非導電性の第一部材２０の表面に開口するものであれば、図３及び他の図面に示す例に限られない。また、対象粒子として細胞を用いる場合には、マイクロチャンバー１０の内面は、当該細胞が接着しない、いわゆる細胞非接着性の表面とすることが好ましい。
　なお、図２及び図３には、マイクロチャンバー１０の底部及び開口部が円形である例を示しているが、当該底部及び開口部の形状はこれに限られず、例えば、楕円形や多角形とすることもできる。
　マイクロチャンバー１０のサイズは、捕捉すべき対象粒子のサイズに応じて任意に設定することができ、例えば、当該対象粒子を１つずつ捕捉する上で適切なサイズとすることができる。
　具体的に、マイクロチャンバー１０の底面積及び開口面積は、例えば、２５～９００００μｍ２の範囲とすることができ、好ましくは１００～４００μｍ２の範囲とすることができる。すなわち、マイクロチャンバー１０が円形の有底穴である場合には、その底部及び開口部の直径は、例えば、５～３００μｍの範囲とすることができ、好ましくは８０～２５０μｍの範囲とすることができる。また、マイクロチャンバー１０の深さは、例えば、５～３００μｍの範囲とすることができ、好ましくは８０～２５０μｍの範囲とすることができる。
　マイクロチャンバー１０のサイズが対象粒子のサイズに比べて大きすぎる場合には、１つの当該マイクロチャンバー１０に２つ以上の対象粒子が入ることとなる。また、この場合、マイクロチャンバー１０で発生した泡が、当該マイクロチャンバー１０の内面と、捕捉されている対象粒子と、の間をすり抜けて当該マイクロチャンバー１０外に漏出しやすくなるため、当該泡をアクチュエーターとして有効に利用できない場合がある。したがって、例えば、対象粒子としてヒト又はヒト以外の哺乳動物の受精卵を用いる場合には、各マイクロチャンバー１０に当該受精卵を１つずつ捕捉するため、当該マイクロチャンバー１０の直径は、例えば、８０～２５０μｍの範囲とすることが好ましく、深さは、例えば、８０～２５０μｍの範囲とすることが好ましい。
　マイクロチャンバー１０の底部には、電気分解用の電極４０が１つずつ配置されている。なお、図２及び図３に示す例では、マイクロチャンバー１０の底部の全体が電極４０となっているが、これに限られず、当該底部の一部に電極４０を配置することもできる。
　また、本装置１に形成された複数の電極４０は、互いに独立に電気分解用の電圧を印加できるように形成されている。すなわち、複数の電極４０は、互いに独立に電源に接続することができる。具体的に、図２に示す例において、３つの電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃは、３つのマイクロチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃにそれぞれ配置されるとともに、互いに電気的に独立して形成された３つの配線４２ａ，４２ｂ，４２ｃにそれぞれ接続されている。
　したがって、例えば、３つの配線４２ａ，４２ｂ，４２ｃのうち１つの配線４２ａのみを電源に接続することにより、当該配線４２ａと接続された１つの電極４０ａにのみ選択的に電圧を印加することができる。そして、この場合、電圧が印加された電極４０ａを有する１つのマイクロチャンバー１０ａでのみ水の電気分解を行い、泡を発生させることができる。
　電極４０及び配線４２は、導電性の材料から形成される。この導電性材料は特に限られず、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ　Ｏｘｉｄｅ　Ｔｉｎ）、金、白金、アルミニウムを用いることができ、特に、透明な電極４０及び配線４２を簡便且つ確実に形成できるＩＴＯを好ましく用いることができる。
　このような電極４０を有するマイクロチャンバー１０は、例えば、公知の半導体製造技術を用いて形成することができる。図４Ａ～図４Ｄは、マイクロチャンバー１０を形成する工程の一例を示す説明図である。
　まず、図４Ａに示すように、ガラス基板からなる第一基板２１上に、ＩＴＯからなる導電性膜２７をパターンし、さらに当該導電性膜２７のうち、電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃ（図４Ｂ参照）のそれぞれに対応する領域にポジ型フォトレジスト２８ａ，２８ｂ，２８ｃをパターンする。
　次いで、図４Ｂに示すように、所定のエッチング液を用いて導電性膜２７をエッチングして、電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃを形成する。さらに、図４Ｃに示すように、電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃ上にネガ型フォトレジストからなる非導電性層２９をコートする。
　そして、図４Ｄに示すように、この非導電性層２９のうち、電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃに対応する位置にマイクロチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃをパターン形成する。こうして、第一基板２１に積層された非導電性の被覆層２２の表面に開口し、底部に電極４０ａ，４０ｂ，４０ｃを有するマイクロチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃを形成することができる。
　一方、第二部材３０は、第二基板３１と、当該第二基板３１の表面に形成された電気分解用の電極４１と、を有している。第二基板３１は非導電性の材料で形成される。この非導電性材料は特に限られず、例えば、ガラスや非導電性樹脂を好ましく用いることができる。すなわち、例えば、第二基板３１はガラス基板とすることができる。
　図３に示す例において、電極４１は、共通流路２４を介して複数のマイクロチャンバー１０の電極４０に対向する位置に形成されている。すなわち、本装置１は、複数のマイクロチャンバー１０の底面に配置された複数の電極４０と、当該複数の電極４０に対向するよう配置された共通の電極４１と、を有している。
　電極４１は、導電性の材料から形成される。この導電性材料は特に限られず、例えば、ＩＴＯ、金、白金、アルミニウムを用いることができ、特に、透明な電極４１を簡便且つ確実に形成できるＩＴＯを好ましく用いることができる。
　そして、本装置１は、これら第一部材２０と第二部材３０とを貼り合わせることにより構成される。共通流路２４は、複数のマイクロチャンバー１０と第二部材３０との間の隙間として形成される。
　また、図２に示す例において、本装置１は、その内部に液体を流入させるための流入口２５と、その内部から液体を流出させるための流出口２６と、を有している。すなわち、本装置１においては、流入口２５から共通流路２４及びマイクロチャンバー１０に液体を流入させることができ、また、当該共通流路２４及びマイクロチャンバー１０内の液体を流出口２６から流出させることができる。なお、図２には、流入口２５及び流出口２６が本装置１の長手方向の端部に開口する例を示しているが、これに限られず、例えば、当該流入口２５及び流出口２６の少なくとも一方を第二部材３０の外表面に開口するよう設けることもできる。
　図５Ａ～図５Ｃは、図２及び図３に示す本装置１を用いて本方法を実施する場合における各工程を示す説明図である。この場合、本方法の第一の工程Ｓ１では、図５Ａに示すように、複数のマイクロチャンバー１０の各々に対象粒子５０を捕捉する。
　すなわち、例えば、本装置１の流入口２５（図２参照）から、対象粒子５０が分散された水溶液を共通流路２４内に注入する。この結果、各マイクロチャンバー１０において、底部である電極４０上に対象粒子５０が載置される。
　また、各マイクロチャンバー１０及び共通流路２４は水溶液で満たされる。なお、図５には、１つのマイクロチャンバー１０に１つの対象粒子５０を捕捉する例を示したが、これに限られず、１つのマイクロチャンバー１０に複数の対象粒子５０を捕捉することもできる。この場合、マイクロチャンバー１０は、複数の対象粒子５０を収容できるサイズに形成される。
　次に、第二の工程Ｓ２においては、図５Ｂに示すように、複数のマイクロチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃのうち１つのマイクロチャンバー１０ａの電極４０ａに選択的に電圧を印加することにより水を電気分解して泡６０を発生させる。
　すなわち、標的とする１つのマイクロチャンバー１０ａの電極４０ａと、当該電極４０ａに対向する第二部材３０の電極４１と、を電源に接続して陽極及び陰極とし、当該マイクロチャンバー１０ａ内の水溶液を電気分解して泡６０を発生させることのできる大きさの電圧を印加する。
　この結果、複数のマイクロチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃのうち、標的とする１つのマイクロチャンバー１０ａにおいてのみ、水溶液の電気分解による泡６０を発生させることができる。
　そして、第三の工程Ｓ３においては、図５Ｂに示すように、電気分解により発生した泡６０及び当該泡６０の発生に伴い流動するマイクロチャンバー１０ａ内の水溶液のうち少なくとも一方をアクチュエーターとして利用して、当該マイクロチャンバー１０ａから対象粒子５０ａを押し出す。
　すなわち、標的とする１つのマイクロチャンバー１０ａに捕捉されていた対象粒子５０ａは、電極４０ａ上で発生して浮上する泡６０によって、又は当該泡６０の発生に伴い当該マイクロチャンバー１０ａ外に漏出する水溶液の流れによって、共通流路２４に押し出される。なお、通常、泡６０及び水溶液流れの両方が対象粒子５０ａに作用する。
　その後、共通流路２４に新たな水溶液を流通させることにより、標的とする１つのマイクロチャンバー１０ａから解放された１つの対象粒子５０ａを選択的に回収することができる。一方、図５Ｃに示すように、電気分解が行われなかった他のマイクロチャンバー１０ｂ，１０ｃにおいては、対象粒子５０ｂ，５０ｃを捕捉された状態で維持できる。
　このように、本装置１においては、電極４０が、マイクロチャンバー１０のうち、対象粒子５０が捕捉され保持される位置より奥に配置されているため、当該電極４０上での泡の発生によって、当該対象粒子５０を当該マイクロチャンバー１０から共通流路２４に確実に押し出すことができる。
　図６は、本装置１の他の例における複数のマイクロチャンバー１０のうち１つの周辺部分の平面図である。図７は、図６に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線で切断した本装置１の断面図である。
　この例に係る本装置１は、図６及び図７に示すように、複数のマイクロチャンバー１０が設けられた第一部材２０と、当該第一部材２０に積層された第二部材３０と、を備え、当該複数のマイクロチャンバー１０の各々には、電気分解用の陽極及び陰極のうち一方の電極４０が配置され、当該第二部材３０には、当該陽極及び陰極のうち他方の電極４１が配置されている。すなわち、マイクロチャンバー１０の底部には電極４０が配置されている。
　一方、第二部材３０の電極４１は、マイクロチャンバー１０の電極４０に対向する位置には配置されておらず、当該対向する位置からずれた位置に配置されている。すなわち、この例に係る本装置１において、電極４１は、第二部材３０のうち、複数のマイクロチャンバー１０に配置された電極４０に対向する位置からずれた位置に配置されている。この場合、本装置１における配線の自由度が比較的高くなる。
　図８は、本装置１の他の例における複数のマイクロチャンバー１０のうち１つの周辺部分の平面図である。図９は、図８に示すＩＸ－ＩＸ線で切断した本装置１の断面図である。
　この例に係る本装置１においては、図８及び図９に示すように、複数のマイクロチャンバー１０の各々には、電気分解用の陽極及び陰極の両方の電極４０，４１が配置されている。すなわち、マイクロチャンバー１０の底部の一部には陽極及び陰極のうち一方の電極４０が配置され、当該底部の他の一部には、当該陽極及び陰極のうち他方の電極４１が配置されている。したがって、図９に示すように、第二部材３０には電極は設けられていない。
　そして、この本装置１においては、標的とする１つのマイクロチャンバー１０に配置された一方の電極４０と他方の電極４１とを選択的に電源に接続して電圧を印加することにより、当該マイクロチャンバー１０内で水の電気分解を行い泡を発生させることができる。
　この場合、電気分解を行うための電極４０，４１が全て１つのマイクロチャンバー１０内に配置されているため、当該マイクロチャンバー１０内でのみ電気分解を行うことができる。特に、図９に示すように、両方の電極４０，４１がマイクロチャンバー１０の底部に配置されているため、当該底部近傍でのみ電気分解反応を行うことができる。したがって、発生した泡を制御しやすい。
　また、電気分解に必要な一対の電極４０，４１を近接して配置できるため、印加する電圧を効果的に低減することができる。また、第二部材３０の構造を簡略化することができ、本装置１の組み立ても容易となる。
　また、図８及び図９に示す例において、一方の電極４０（例えば、陽極）は、マイクロチャンバー１０の底部の中央部分を覆うように形成されている。すなわち、一方の電極４０の面積を拡大し、且つマイクロチャンバー１０の中央部分に配置している。したがって、一方の電極４０における泡の発生を利用した対象粒子の押し出しを確実に行うことができる。
　さらに、他方の電極４１（例えば、陰極）は、一方の電極４０のうち、マイクロチャンバー１０の底部の中央部分を覆う部分を囲むように形成されている。したがって、これら一対の電極４０，４１に印加する電圧の大きさを低減しつつ、対象粒子の押し出しを確実に行うことができる。なお、電極４０を陰極とし、電極４１を陽極とすることもできる。
　図１０は、本装置１の他の例における複数のマイクロチャンバー１０のうち１つの周辺部分の断面図である。図１１Ａ～図１１Ｃは、図１０に示す本装置１を用いて本方法を実施する場合における各工程を示す説明図である。
　この例に係る本装置１においては、図１０及び図１１Ａ～図１１Ｃに示すように、複数のマイクロチャンバー１０の各々は、共通流路２４に開口し対象粒子５０が収容される収容室１１と、当該収容室１１に連通して設けられ電気分解用の電極４０，４１が配置された電気分解室１２と、を有する。
　すなわち、図１０及び図１１Ａ～図１１Ｃに示す例において、収容室１１と電気分解室１２とは連通路１３を介して連絡されている。より具体的に、電気分解室１２は、収容室１１の直下に設けられている。電気分解室１２には、電気分解用の陽極及び陰極のうち一方の電極４０と他方の電極４１との両方が配置されている。
　また、連通路１３は、対象粒子５０が通過できないサイズで形成されている。すなわち、収容室１１の底部１４（図１０参照）における連通路１３の開口部１５は、対象粒子５０（図１１Ａ～図１１Ｃ参照）より小さなサイズで形成されている。すなわち、連通路１３の開口部１５は、収容室１１の底部１４の一部において、当該底部１４より小さなサイズで形成されている。
　このため、図１１Ａに示すように、対象粒子５０は、電気分解室１２に落下することなく収容室１１に保持される。また、このとき、対象粒子５０は、収容室１１の底部１４において、連通路１３の開口部１５を閉塞するように保持することもできる。
　なお、図１０及び図１１Ａ～図１１Ｃには、電極４０，４１が電気分解室１２の底部に配置される例を示しているが、これに限られず、例えば、当該電極４０，４１の少なくとも一方を当該電気分解室１２の他の部分に配置することもできる。
　この本装置１を用いた本方法の第一の工程Ｓ１においては、まず、図１１Ａに示すように、複数のマイクロチャンバー１０の各々の収容室１１に対象粒子５０を捕捉する。次に、第二の工程Ｓ２においては、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、標的とするマイクロチャンバー１０の電極４０，４１に選択的に電圧を印加することにより（図５Ｂ参照）、その電気分解室１２で水を電気分解して泡６０を発生させる。
　そして、第三の工程Ｓ３においては、図１１Ｂ及び図１１Ｃに示すように、電気分解により発生した泡６０及び当該泡６０の発生に伴い流動するマイクロチャンバー１０内の水溶液のうち少なくとも一方をアクチュエーターとして利用して、当該マイクロチャンバー１０から対象粒子５０を押し出す。
　すなわち、例えば、図１１Ｂに示すように、電気分解室１２における泡６０の発生によって、当該電気分解室１２に満たされていた水溶液は連通路１３を通って収容室１１に押し出され、さらに収容室１１に満たされていた水溶液は共通流路２４へと押し出される。この電気分解室１２から共通流路２４に向けた水溶液の流れによって、対象粒子５０をマイクロチャンバー１０から押し出すことができる。
　また、例えば、図１１Ｃに示すように、発生した泡６０が連通路１３を通過して収容室１１にまで浮上する場合には、当該浮上する泡６０によって対象粒子５０を共通流路２４に押し出すこともできる。
　図１２は、本装置１の他の例における複数のマイクロチャンバー１０のうち１つの周辺部分の断面図である。図１３Ａ及び図１３Ｂは、図１２に示す本装置１を用いて本方法を実施する場合における各工程を示す説明図である。
　この例に係る本装置１においては、図１２、図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、複数のマイクロチャンバー１０の各々は、共通流路２４に開口し対象粒子５０が収容される収容室１１と、当該収容室１１に連通して設けられ電極４０，４１が配置された電気分解室１２と、を有する。そして、電気分解室１２は、収容室１１の直下からずれた位置に設けられ、当該電気分解室１２と収容室１１とは屈曲した連通路１３により連絡されている。
　この本装置１を用いた本方法の第一の工程Ｓ１においては、まず、図１３Ａに示すように、複数のマイクロチャンバー１０の各々の収容室１１に対象粒子５０を捕捉する。次に、第二の工程Ｓ２においては、図１３Ｂに示すように、標的とするマイクロチャンバー１０の電極４０，４１に選択的に電圧を印加することにより（図５Ｂ参照）、その電気分解室１２で水を電気分解して泡６０を発生させる。
　そして、第三の工程Ｓ３においては、図１３Ｂに示すように、泡６０の発生に伴い流動するマイクロチャンバー１０内の水溶液によって、当該マイクロチャンバー１０から対象粒子５０を押し出す。
　すなわち、この例に係る本装置１においては、電気分解室１２で発生した泡は当該電気分解室１２に保持されるため、主に当該泡の発生に伴いマイクロチャンバー１０から共通流路２４に流出する水溶液の流れをアクチュエーターとして利用する。
　もちろん、上述の図１１Ｃに示す例と同様に、泡６０が連通路１３を通過して収容室１１まで浮上した場合には、当該泡６０をアクチュエーターとして利用して、対象粒子５０を押し出すこともできる。
　図１４は、本装置１の他の例における複数のマイクロチャンバー１０のうち１つの周辺部分の断面図である。図１５Ａ及び図１５Ｂは、図１４に示す本装置１を用いて本方法を実施する場合における各工程を示す説明図である。
　この例に係る本装置１においては、図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂに示すように、複数のマイクロチャンバー１０の各々は、共通流路２４に開口し対象粒子５０が収容される収容室１１と、電気分解用の電極４０，４１が配置された電気分解室１２と、当該収容室１１と当該電気分解室１２との間に設けられ当該電気分解室１２における水の電気分解による泡６０の発生に伴って当該対象粒子５０を当該１１収容室から押し出すように変形する伸縮性の膜（以下、「押出膜７０」という。）と、を有する。
　すなわち、図１４、図１５Ａ及び図１５Ｂに示す例において、この押出膜７０は、収容室１１と電気分解室１２とを仕切るように設けられるとともに、収容室１１の底部を構成している。押出膜７０は、電気分解室１２における泡６０の発生によって柔軟に変形できる伸縮性を備えている。なお、押出膜７０は、電気分解室１２を密閉するよう形成することもできる。
　押出膜７０を構成する材料は、上述の伸縮性を実現できるものであれば特に限られず、例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリスチレン、ポリカーボネート、厚型フォトレジスト等のポリマーを用いることができる。また、押出膜７０の厚さは、例えば、１０～２００μｍの範囲とすることができる。
　このような押出膜７０を有するマイクロチャンバー１０は、例えば、ＰＤＭＳをシリコンウェハ上の鋳型にスピンコートすることにより作製することができる。この場合、スピンコート時の回転数によって押出膜７０の厚さを任意に制御することができる。
　この本装置１を用いた本方法の第一の工程Ｓ１においては、まず、図１５Ａに示すように、複数のマイクロチャンバー１０の各々の収容室１１に対象粒子５０を捕捉する。すなわち、収容室１１において対象粒子５０を押出膜７０上に沈降させる。
　次に、第二の工程Ｓ２においては、図１５Ｂに示すように、標的とするマイクロチャンバー１０の一対の電極４０，４１に選択的に電圧を印加することにより、電気分解室１２で水を電気分解して泡６０を発生させる。
　そして、第三の工程Ｓ３においては、図１５Ｂに示すように、泡６０の発生に伴い上方に張り出すように変形した押出膜７０によって、マイクロチャンバー１０から対象粒子５０を押し出す。
　すなわち、押出膜７０は電気分解室１２の上方を覆っているため、当該電気分解室１２で発生した泡６０は浮上して当該押出膜７０を下方から押し上げる。押出膜７０は伸縮性を有しているため、その一部は上方に変位するよう変形する。
　その結果、対象粒子５０は、押出膜７０によって上方に突き上げられて、共通流路２４に押し出される。このように、押出膜７０をアクチュエーターとして利用することにより、対象粒子５０をマイクロチャンバー１０から確実に押し出すことができる。
　図１６は、本装置１の他の例における複数のマイクロチャンバー１０のうち１つの周辺部分の平面図である。図１７は、図１６に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線で切断した本装置１の断面図である。
　この例に係る本装置１は、上述の図１４及び図１５に示した例と同様、押出膜７０を有している。ただし、この例に係る押出膜７０は、図１６に示すように、その中央部分を構成する中央部７１と、当該中央部７１の一部とマイクロチャンバー１０の内壁（被覆層２２）とを接続して当該中央部７１を部分的に支持する複数（図１６では４つ）の接続部７２と、を有している。すなわち、この例において、収容室１１と電気分解室１２とは連通しつつ押出膜７０で仕切られている。
　また、図１７に示す例では、押出膜７０の中央部７１は、その下面７３が共通流路２４側に窪んだ凹形状となるように形成されている。このため、電気分解室１２で発生した泡６０を、押出膜７０の当該中央部７１の窪みに効率よく集めることができ、押出膜７０を効率よく変形させることができる。なお、図１６に示す押出膜７０は、このような窪みを有することなく、図１４に示すような平坦な形状で形成することもできる。
　図１８は、本装置１の他の例における複数のマイクロチャンバー１０のうち１つの周辺部分の断面図を示す。図１９Ａ及び図１９Ｂは、図１８に示す本装置１を用いて本方法を実施する場合における各工程を示す説明図である。
　この例に係る本装置１が備える押出膜７０は、図１８、図１９Ａ及び図１９Ｂに示すように、中空の蛇腹状に形成されて共通流路２４側に伸縮可能な伸縮部７４と、当該伸縮部７４とマイクロチャンバー１０の内壁（被覆層２２）とを接続して当該伸縮部７４を支持する基部７５と、を有している。
　この押出膜７０は、上述の図１４～図１７に示した例に係る押出膜７０と同様の材料を用いて作製することができる。また、伸縮部７４及び基部７５は、当該伸縮部７４及び基部７５に対応する形状の鋳型を用いて形成することができる。すなわち、例えば、材料としてＰＤＭＳ等のポリマーを用いる場合には、伸縮部７４に対応する蛇腹状の部分を有する外枠と、当該外枠より一回り小さい同形状の内枠と、を重ね合わせ、当該外枠と内枠との間に当該ポリマーを流し込み硬化させることによって、当該蛇腹状の伸縮部７４を有する押出膜７０を作製することができる。
　この本装置１を用いた本方法の第一の工程Ｓ１においては、まず、図１９Ａに示すように、複数のマイクロチャンバー１０の各々の収容室１１に対象粒子５０を捕捉する。すなわち、収容室１１において対象粒子５０を押出膜７０の伸縮部７４上に沈降させる。
　次に、第二の工程Ｓ２においては、図１９Ｂに示すように、標的とするマイクロチャンバー１０の一対の電極４０，４１に選択的に電圧を印加することにより、電気分解室１２で水を電気分解して泡６０を発生させる。
　そして、第三の工程Ｓ３においては、図１９Ｂに示すように、泡６０の発生に伴い伸縮部７４が上方に変位する押出膜７０によって、マイクロチャンバー１０から対象粒子５０を押し出す。
　すなわち、押出膜７０は電気分解室１２の上方を覆っているため、当該電気分解室１２で発生した泡６０は浮上して当該押出膜７０の伸縮部７４を下方から押し上げる。このとき、押出膜７０の伸縮部７４は、その蛇腹形状を活かして効率よく上方に伸びる。その結果、対象粒子５０は、押出膜７０の伸縮部７４によって上方に突き上げられて、共通流路２４に押し出される。
　図２０は、本装置１の他の例における複数のマイクロチャンバー１０のうち３つのマイクロチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃの周辺部分の平面図である。図２１Ａ及び図２１Ｂは、図２０に示す本装置１を用いて本方法を実施する場合における各工程を示す説明図である。
　この例に係る本装置１は、図２０、図２１Ａ及び図２１Ｂに示すように、ジグザグに蛇行する共通流路２４を備えている。また、共通流路２４のうち互いに平行に配置される一部から他の一部へと横切るように複数のマイクロチャンバー１０が形成されている。
　すなわち、各マイクロチャンバー１０は、図２０に示すように、共通流路２４の中途部分に開口するよう設けられ、その奥には電気分解用の電極４０が配置され、当該電極４０のさらに奥には断面積を縮小させた狭窄路１６が形成され、当該狭窄路１６は当該共通流路２４の他の中途部分に連通している。
　この本装置１を用いた本方法の第一の工程Ｓ１においては、まず、図２１Ａに示すように、複数のマイクロチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃの各々に対象粒子５０ａ，５０ｂ，５０ｃを捕捉する。
　この対象粒子５０の捕捉は、例えば、上述の非特許文献１に記載されているように、対象粒子５０が捕捉されていない状態における共通流路２４に沿った蛇行流れ（図２０において実線の矢印で示す流れ）の圧力損失が、マイクロチャンバー１０及び狭窄路１６を介したバイパス流れ（図２０において破線の矢印で示す流れ）の圧力損失に比べて大きくなるように、流路の長さや断面積を調整することで実現することができる。
　次に、第二の工程Ｓ２においては、図２１Ｂに示すように、複数のマイクロチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃのうち、標的とするマイクロチャンバー１０ａの電極４０ａに選択的に電圧を印加することにより、当該マイクロチャンバー１０ａで水を電気分解して泡６０を発生させる。
　そして、第三の工程Ｓ３においては、図２１Ｂに示すように、電気分解により発生した泡６０及び当該泡６０の発生に伴い流動するマイクロチャンバー１０ａ内の水溶液のうち少なくとも一方をアクチュエーターとして利用して、当該マイクロチャンバー１０ａから対象粒子５０ａを選択的に押し出す。その後、共通流路２４に新たな水溶液を流通させることにより、当該共通流路２４に押し出された対象粒子５０ａを選択的に回収することができる。
　また、この例に係る本装置１においては、複数のマイクロチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃのうち一部のマイクロチャンバー１０ａから解放された対象粒子５０ａを他のマイクロチャンバー１０ｂに捕捉することもできる。
　すなわち、例えば、複数のマイクロチャンバー１０ａ，１０ｂ，１０ｃのうち１つのマイクロチャンバー１０ｂの電極４０ｂに電圧を印加して当該マイクロチャンバー１０ｂから対象粒子５０ｂを解放した後、より上流側の他のマイクロチャンバー１０ａの電極４０ａに電圧を印加して当該マイクロチャンバー１０ａから対象粒子５０ａを解放して共通流路２４を下流側に流通させることにより、上述の圧力損失のバランスに基づいて、当該対象粒子５０ａを予め空けられた下流側の当該マイクロチャンバー１０ｂに捕捉することができる。
　このようにして、複数の対象粒子５０の選択的な捕捉と解放とを繰り返すことによって、当該複数の対象粒子５０の並べ替えや入れ替えを任意に行うことができる。なお、図２０、図２１Ａ及び図２１Ｂには、各マイクロチャンバー１０に電気分解用の陽極及び陰極のうち一方の電極４０が配置される例を示したが、これに限られず、各マイクロチャンバー１０に当該陽極及び陰極の両方の電極を設けることもできる。
　次に、本実施形態に係る具体的な実施例について説明する。
　［マイクロ流体装置の作製］図４に示した例と同様の工程で、図３に示すような本装置１を製造した。すなわち、まず、ガラス基板上にＩＴＯ層を形成した。次いで、標準的なリソグラフィーによって、マイクロチャンバーの底部に配置する電極に対応する位置にポジ型フォトレジストＳ１８１８からなるレジスト層をパターンした（図４Ａ参照）。そして、エッチング液（ＨＣｌ：Ｈ２Ｏ：ＨＮＯ３＝１：１：０．１６）を用いてＩＴＯ層をエッチングし（５０℃で３．２５分）、ガラス基板上に電極を形成した（図４Ｂ参照）。
　その後、この電極をネガ型の厚膜フォトレジストＳＵ８でコートし、当該ＳＵ８からなるレジスト層を形成した（図４Ｃ参照）。そして、このレジスト層をパターンして、各々が底部に電極を有する４８個（６×８）のマイクロチャンバーを形成した（図４Ｄ参照）。
　マイクロチャンバーの直径は１５０μｍとし、深さは１５０μｍとした。なお、このマイクロチャンバーのサイズは、哺乳動物の受精卵を１つ捕捉するために適切なサイズとして採用した。
　さらに、マイクロチャンバーが形成された被覆層（ＳＵ８シート）の周囲に、シリコーンゴムのスペーサを置いた。そして、この第一部材を、ガラス基板上にＩＴＯ層からなる電極が形成されてなる第二部材で覆うことにより、本装置１を作製した。
　［顕微鏡観察］作製した本装置１を明視野顕微鏡で観察した。本装置１に設けられた電極を構成するＩＴＯは透明であるため倒立顕微鏡（Ｏｌｙｍｐｕｓ　ＩＸ７１）で観察することができた。なお、マイクロチャンバーの電極は、導電性のラインテープを介して直流電源装置（Ａｇｉｌｅｎｔ　Ｅ３６４１Ａ）のプラスに接続し、第二部材の電極は当該直流電源装置のマイナスに接続した。すなわち、マイクロチャンバーの電極を陽極として使用し、対向する第二部材の電極を陰極として使用した。
　図２２には、本装置１の顕微鏡写真の一部を拡大して示す。図２２Ａに示すように、ＳＵ８からなる被覆層に複数のマイクロチャンバー（ｃｈａｍｂｅｒ）が規則的に配置されているのが確認された。また、各マイクロチャンバーの底部にはＩＴＯ膜のパターンにより形成された電極が配置されていた。なお、電極及び配線を構成するＩＴＯは透明であり顕微鏡下で視認することが難しかったため、図２２Ｂには、当該電極及び配線のパターン（ＩＴＯ）を示した。
　［マイクロビーズの選択的押し出し］対象粒子として、直径１００μｍのポリスチレン製マイクロビーズを用いた。また、電解質水溶液としてリン酸緩衝液（Ｐｈｏｓｐｈａｔｅ　Ｂｕｆｆｅｒｅｄ　Ｓａｌｉｎｅ：ＰＢＳ）を用いた。
　まず、本装置１の内部をＰＢＳで満たした。次いで、マイクロピペットを用いて、ＰＢＳに分散したマイクロビーズをマイクロチャンバーに注入した。この結果、４８個のマイクロチャンバーのうち、４４個のマイクロチャンバーの各々にマイクロビーズを１つずつ入れることができた。マイクロチャンバーに入らなかったマイクロビーズはＰＢＳで洗い流した。図２３には、本装置１において各マイクロチャンバー（ｃｈａｍｂｅｒ)にマイクロビーズ（ｂｅａｄ）が１つずつ捕捉された様子を撮影した顕微鏡写真の一例を示す。
　次に、本方法を実施して、複数のマイクロチャンバーのうち１つから選択的にマイクロビーズを解放した。図２４Ａ～図２４Ｃには、本方法を実施する過程における本装置１の一部をタイムラプスビデオで経時的に撮影した画像を示す。図２４Ａは電圧を印加する直前（０秒）の画像を示し、図２４Ｂは電圧を印加してから１．１秒後の画像を示し、図２４Ｃは電圧を印加してから４．３秒後の画像を示す。
　ここでは、図２４Ａに示す矢印の指す中央のマイクロチャンバー内のマイクロビーズを標的として選択した。この選択したマイクロチャンバーの底部に配置されている電極を直流電源装置と選択的に接続した。
　そして、選択されたマイクロチャンバーの電極と、これに対向する第二部材の電極と、の間に５．２Ｖの電圧を印加し、当該底部のＩＴＯ電極と上部のＩＴＯ電極との間に電流を流して、ＰＢＳの電気分解を行った。この結果、図２４Ｂに示すように、電圧印加直後に、標的のマイクロチャンバーでのみ、底部に配置された電極から泡（ｂｕｂｂｌｅ）が発生した。
　その後、図２４Ｃに示すように、標的のマイクロチャンバーに捕捉されていたマイクロビーズ（ｂｅａｄ）は、泡によって当該マイクロチャンバーから押し出され、完全に解放された。一方、図２４Ｃに示すように、電圧を印加していない他のマイクロチャンバーに捕捉されているマイクロビーズは解放されず保持されたままであった。
　こうして標的とするマイクロビーズを選択的にマイクロチャンバーから解放することができた。なお、直径が１０μｍ又は５０μｍのポリスチレン製マイクロビーズを用いても、同様にして選択的な解放を実現することができた。
　［電気分解が哺乳動物細胞の生存率に及ぼす影響の評価］本装置１として、上述の実施例１で作製したものと同様のマイクロ流体装置を用いた。細胞として、牛動脈内皮細胞を用いた。
　まず、この細胞を分散した培養培地を本装置１内に注入して当該細胞をマイクロチャンバー内に捕捉し、所定の時間培養した。次いで、マイクロチャンバーに０～８Ｖの電圧を１０秒間印加した。そして、電圧を印加した直後に、細胞の生存率を評価するための市販の試薬（Ｌｉｖｅ/Ｄｅａｄ　Ａｓｓａｙ（登録商標）　Ｖｉａｂｉｌｉｔｙ/Ｃｙｔｏｔｏｘｉｃｉｔｙ　ｒｅａｇｅｎｔ）をマイクロチャンバー内に注入した。
　その後、処理された細胞を蛍光顕微鏡下で観察した。上記の試薬により、死細胞は赤色、生細胞は緑色に染色された。顕微鏡下で死細胞の数を計測した。そして、総細胞数（生細胞数＋死細胞数）に対する死細胞数の割合（％）を算出した。
　図２５には、この評価結果を示す。図２５において、横軸はマイクロチャンバーに印加した電圧（Ｖ）を示し、縦軸は死細胞数の割合（％）を示す。また、図２５に示す破線より左側の電圧（０Ｖ、２Ｖ）を印加した場合には泡は発生せず（ｎｏ　ｂｕｂｂｌｅｓ）、当該破線より右側の電圧（４Ｖ、６Ｖ、８Ｖ）を印加した場合に泡が発生した（ｂｕｂｂｌｅｓ　ｆｏｒｍｅｄ）。
　図２５に示すように、６Ｖより大きな電圧は細胞に対してより強いダメージを与えることがわかった。一方、６Ｖより低い電圧（２Ｖ、４Ｖ）ではほとんどの細胞が生存していた。したがって、６Ｖより小さい電圧を印加するという電気分解の条件は、細胞の選択的解放のために十分に穏やかであると確認された。なお、８Ｖを印加した場合であっても、死細胞の割合は１０％未満であり、多くの細胞は生存状態を維持していた。
　［電気分解前後の温度の測定］また、ＩＴＯ電極間に５．２Ｖの電圧を印加している間の本装置１の温度をサーモグラフ装置（Ｎｅｏ　Ｔｈｅｒｍｏ　ＴＶＳ－６００、ＮＥＣ　Ａｖｉｏ赤外線テクノロジー株式会社）を用いて測定した。
　その結果、電圧を印加した前後で本装置１内の温度に変化は見られなかった。また、電圧を印加した後においても、本装置１の温度は上昇しなかった。したがって、本方法は、細胞に対して発熱によるダメージを与えることなく実施可能であることが確認できた。

Claims (10)

  1. 　各々が電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極を有する複数のマイクロチャンバーに操作の対象とする粒子を捕捉し、
    　前記複数のマイクロチャンバーのうち一部のマイクロチャンバーの前記電極に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ、
    　前記泡の発生に伴い作動するアクチュエーターによって、前記一部のマイクロチャンバーから選択的に前記粒子を押し出す
    　ことを特徴とする方法。
  2. 　前記アクチュエーターは、浮遊する前記泡又は前記泡の発生に伴い流動する前記マイクロチャンバー内の液体である
    　ことを特徴とする請求項１に記載された方法。
  3. 　前記アクチュエーターは、前記マイクロチャンバーにおいて前記電極と前記粒子との間に設けられ前記泡の発生に伴い前記粒子を押し出すように変形する伸縮性の膜である
    　ことを特徴とする請求項１に記載された方法。
  4. 　前記粒子は細胞であり、
    　前記複数のマイクロチャンバーの各々に前記細胞を１つずつ捕捉して培養し、
    　前記複数のマイクロチャンバーで培養された複数の前記細胞のうち一部を回収すべき細胞として決定し、
    　前記複数のマイクロチャンバーのうち前記回収すべき細胞が捕捉されている一部のマイクロチャンバーの前記電極に電圧を印加することにより水を電気分解して泡を発生させ、
    　前記泡の発生に伴い作動する前記アクチュエーターによって、前記一部のマイクロチャンバーから選択的に前記細胞を押し出す
    　ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載された方法。
  5. 　前記細胞は受精卵であり、
    　前記一部のマイクロチャンバーから選択的に押し出された前記受精卵を生きた状態で回収する
    　ことを特徴とする請求項４に記載された方法。
  6. 　粒子を捕捉するための複数のマイクロチャンバーと、
    　前記複数のマイクロチャンバーが開口する共通流路と、
    　を備えたマイクロ流体装置であって、
    　前記複数のマイクロチャンバーの各々には、電気分解用の陽極及び陰極のうち少なくとも一方の電極が配置されている
    　ことを特徴とするマイクロ流体装置。
  7. 　前記複数のマイクロチャンバーが設けられた第一部材と、
    　前記第一部材に積層された第二部材と、
    　を備え、
    　前記複数のマイクロチャンバーの各々には、前記陽極及び陰極のうち一方の電極が配置され、
    　前記第二部材には、前記陽極及び陰極のうち他方の電極が配置されている
    　ことを特徴とする請求項６に記載されたマイクロ流体装置。
  8. 　前記複数のマイクロチャンバーの各々には、前記陽極及び陰極の両方の電極が配置されている
    　ことを特徴とする請求項６に記載されたマイクロ流体装置。
  9. 　前記複数のマイクロチャンバーの各々は、前記共通流路に開口し前記粒子が収容される収容室と、前記収容室に連通して設けられ前記電極が配置された電気分解室と、を有する
    　ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載されたマイクロ流体装置。
  10. 　前記複数のマイクロチャンバーの各々は、前記共通流路に開口し前記粒子が収容される収容室と、前記電極が配置された電気分解室と、前記収容室と前記電気分解室との間に設けられ前記電気分解室における水の電気分解による泡の発生に伴って前記粒子を前記収容室から押し出すように変形する伸縮性の膜と、を有する
    　ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載されたマイクロ流体装置。
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Cited By (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012211960A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 Shimane Univ 物質相互作用をリアルタイムに可視化する技術
WO2015183656A1 (en) * 2014-05-29 2015-12-03 Massachusetts Institute Of Technology Hydrodynamic trap array
JP2015534810A (ja) * 2012-10-31 2015-12-07 バークレー ライツ，インコーポレイテッド 生物学的微小物体用ペン
WO2016079269A1 (en) * 2014-11-19 2016-05-26 Imec Vzw Microbubble generator device, systems and method to fabricate
WO2017031017A1 (en) 2015-08-18 2017-02-23 National Health Research Institutes A microfluidic hydrodynamic shuttling chip device for highthroughput multiple single cells capture
US10058865B2 (en) 2014-12-08 2018-08-28 Berkeley Lights, Inc. Actuated microfluidic structures for directed flow in a microfluidic device and methods of use thereof
US10101250B2 (en) 2015-04-22 2018-10-16 Berkeley Lights, Inc. Manipulation of cell nuclei in a micro-fluidic device
US10245588B2 (en) 2014-04-25 2019-04-02 Berkeley Lights, Inc. Providing DEP manipulation devices and controllable electrowetting devices in the same microfluidic apparatus
US10252907B2 (en) 2013-10-22 2019-04-09 Berkeley Lights, Inc. Exporting a selected group of micro-objects from a micro-fluidic device
US10384204B2 (en) 2014-12-10 2019-08-20 Berkeley Lights, Inc. Systems for operating electrokinetic devices
US10407676B2 (en) 2014-12-09 2019-09-10 Life Technologies Corporation High efficiency, small volume nucleic acid synthesis
US10407658B2 (en) 2015-10-01 2019-09-10 Berkeley Lights, Inc. Well plate incubator
US10519439B2 (en) 2011-09-26 2019-12-31 Life Technologies Corporation High efficiency, small volume nucleic acid synthesis
US10578630B2 (en) 2014-12-09 2020-03-03 Berkeley Lights, Inc. Automated identification of assay areas in a microfluidic device and detection of assay positive areas based on rate of change of image light intensity
US10646871B2 (en) 2013-10-22 2020-05-12 Berkeley Lights, Inc. Microfluidic devices having isolation pens and methods of testing biological micro-objects with same
US10705082B2 (en) 2015-12-08 2020-07-07 Berkeley Lights, Inc. In situ-generated microfluidic assay structures, related kits, and methods of use thereof
US10723988B2 (en) 2015-04-22 2020-07-28 Berkeley Lights, Inc. Microfluidic cell culture
US10751715B1 (en) 2015-04-22 2020-08-25 Berkeley Lights, Inc. Microfluidic reporter cell assay methods and kits thereof
US10799865B2 (en) 2015-10-27 2020-10-13 Berkeley Lights, Inc. Microfluidic apparatus having an optimized electrowetting surface and related systems and methods
US10821439B2 (en) 2014-12-10 2020-11-03 Berkeley Lights, Inc. Movement and selection of micro-objects in a microfluidic apparatus
US10973227B2 (en) 2015-04-22 2021-04-13 Berkeley Lights, Inc. Freezing and archiving cells on a microfluidic device
US11007520B2 (en) 2016-05-26 2021-05-18 Berkeley Lights, Inc. Covalently modified surfaces, kits, and methods of preparation and use
US11103870B2 (en) 2016-03-16 2021-08-31 Berkeley Lights, Inc. Methods, systems and devices for selection and generation of genome edited clones
US11135587B2 (en) 2017-02-21 2021-10-05 Sony Corporation Particle trapping chip, particle trapping device, and particle trapping method
US11192107B2 (en) 2014-04-25 2021-12-07 Berkeley Lights, Inc. DEP force control and electrowetting control in different sections of the same microfluidic apparatus
US11203018B2 (en) 2016-04-15 2021-12-21 Berkeley Lights, Inc. Methods, systems and kits for in-pen assays
US11273177B2 (en) 2015-12-31 2022-03-15 Berkeley Lights, Inc. Tumor infiltrating cells engineered to express a pro-inflammatory polypeptide
US11305283B2 (en) 2013-10-22 2022-04-19 Berkeley Lights, Inc. Micro-fluidic devices for assaying biological activity
US11376591B2 (en) 2016-04-15 2022-07-05 Berkeley Lights, Inc. Light sequencing and patterns for dielectrophoretic transport
US11434462B2 (en) 2016-12-01 2022-09-06 Berkeley Lights, Inc. Well-plate incubator
US11612890B2 (en) 2019-04-30 2023-03-28 Berkeley Lights, Inc. Methods for encapsulating and assaying cells
US11639495B2 (en) 2016-12-30 2023-05-02 The Regents Of The University Of California Methods for selection and generation of genome edited T cells
US11666913B2 (en) 2015-11-23 2023-06-06 Berkeley Lights, Inc In situ-generated microfluidic isolation structures, kits and methods of use thereof
US11666912B2 (en) 2016-07-21 2023-06-06 Berkeley Lights, Inc. Sorting of T lymphocytes in a microfluidic device
US11789016B2 (en) 2017-10-15 2023-10-17 Phenomex Inc. Methods, systems and kits for in-pen assays
US11802264B2 (en) 2015-12-30 2023-10-31 Phenomex Inc. Microfluidic devices for optically-driven convection and displacement, kits and methods thereof
US11971409B2 (en) 2016-01-15 2024-04-30 Bruker Cellular Analysis, Inc. Methods of producing patient-specific anti-cancer therapeutics and methods of treatment therefor
US11993766B2 (en) 2019-09-20 2024-05-28 Bruker Cellular Analysis, Inc. Functionalized well plate, methods of preparation and use thereof

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015022042A (ja) * 2013-07-17 2015-02-02 国立大学法人 東京大学 単一細胞を解析するための顕微鏡システム、単一細胞の解析方法及び解析用キット
JP6934234B2 (ja) * 2015-11-25 2021-09-15 一般財団法人生産技術研究奨励会 マイクロチャンバーアレイ装置およびそれを用いた検査対象物の解析方法
JP6620269B2 (ja) * 2017-10-03 2019-12-11 Nok株式会社 細胞捕捉装置
KR102069800B1 (ko) * 2018-05-15 2020-01-23 명지대학교 산학협력단 미세 유동 장치용 칩, 이를 이용한 미세 유동 장치 및 미세 유동 장치용 칩과 이를 이용한 미세 유동 장치의 제조 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61501126A (ja) * 1983-11-08 1986-06-12 バー イラン ユニバーシティー 細胞選択のシステムおよび方法
JP2003514236A (ja) * 1999-11-10 2003-04-15 マサチューセッツ・インスティテュート・オブ・テクノロジー 細胞を操作するための細胞分析及び選別装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4942135B2 (ja) * 2005-06-20 2012-05-30 国立大学法人 筑波大学 送液装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61501126A (ja) * 1983-11-08 1986-06-12 バー イラン ユニバーシティー 細胞選択のシステムおよび方法
JP2003514236A (ja) * 1999-11-10 2003-04-15 マサチューセッツ・インスティテュート・オブ・テクノロジー 細胞を操作するための細胞分析及び選別装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
BRASCHLER, T ET AL.: "Gentle cell trapping and release on a microfluidic chip by in situ alginate hydrogel formation.", LAB CHIP., vol. 5, no. 5, May 2005 (2005-05-01), pages 553 - 559 *
TAN, WH ET AL.: "A trap-and-release integrated microfluidic system for dynamic microarray applications.", PROC NATL ACAD SCI U S A., vol. 104, no. 4, 23 January 2007 (2007-01-23), pages 1146 - 1151 *
TAN, WH ET AL.: "Dynamic microarray system with gentle retrieval mechanism for cell- encapsulating hydrogel beads.", LAB CHIP., vol. 8, no. 2, February 2008 (2008-02-01), pages 259 - 266 *
WANG, Y ET AL.: "Collection and expansion of single cells and colonies released from a micropallet array.", ANAL CHEM., vol. 79, no. 6, 15 March 2007 (2007-03-15), pages 2359 - 2366 *

Cited By (59)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012211960A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 Shimane Univ 物質相互作用をリアルタイムに可視化する技術
US10519439B2 (en) 2011-09-26 2019-12-31 Life Technologies Corporation High efficiency, small volume nucleic acid synthesis
US11046953B2 (en) 2011-09-26 2021-06-29 Life Technologies Corporation High efficiency, small volume nucleic acid synthesis
CN108070582A (zh) * 2012-10-31 2018-05-25 伯克利之光生命科技公司 用于生物微目标的围栏
JP2019136040A (ja) * 2012-10-31 2019-08-22 バークレー ライツ，インコーポレイテッド 生物学的微小物体用ペン
JP2015534810A (ja) * 2012-10-31 2015-12-07 バークレー ライツ，インコーポレイテッド 生物学的微小物体用ペン
EP3885043A1 (en) * 2012-10-31 2021-09-29 Berkeley Lights, Inc. Pens for biological micro-objects
CN108070582B (zh) * 2012-10-31 2021-09-14 伯克利之光生命科技公司 用于生物微目标的围栏
US11565259B2 (en) 2013-10-22 2023-01-31 Berkeley Lights, Inc. Microfluidic devices having isolation pens and methods of testing biological micro-objects with same
US10800652B2 (en) 2013-10-22 2020-10-13 Berkeley Lights, Inc. Exporting a selected group of micro-objects from a micro-fluidic device
US10646871B2 (en) 2013-10-22 2020-05-12 Berkeley Lights, Inc. Microfluidic devices having isolation pens and methods of testing biological micro-objects with same
US11305283B2 (en) 2013-10-22 2022-04-19 Berkeley Lights, Inc. Micro-fluidic devices for assaying biological activity
US10252907B2 (en) 2013-10-22 2019-04-09 Berkeley Lights, Inc. Exporting a selected group of micro-objects from a micro-fluidic device
US10245588B2 (en) 2014-04-25 2019-04-02 Berkeley Lights, Inc. Providing DEP manipulation devices and controllable electrowetting devices in the same microfluidic apparatus
US11192107B2 (en) 2014-04-25 2021-12-07 Berkeley Lights, Inc. DEP force control and electrowetting control in different sections of the same microfluidic apparatus
US9757727B2 (en) 2014-05-29 2017-09-12 Massachusetts Institute Of Technology Hydrodynamic trap array
WO2015183656A1 (en) * 2014-05-29 2015-12-03 Massachusetts Institute Of Technology Hydrodynamic trap array
JP2018504284A (ja) * 2014-11-19 2018-02-15 アイメック・ヴェーゼットウェーＩｍｅｃ Ｖｚｗ マイクロバブル発生装置、システム、および製造方法
US10124338B2 (en) 2014-11-19 2018-11-13 Imec Vzw Microbubble generator device, systems and method to fabricate
CN106999933A (zh) * 2014-11-19 2017-08-01 Imec 非营利协会 微泡产生器装置、系统及其制造方法
WO2016079269A1 (en) * 2014-11-19 2016-05-26 Imec Vzw Microbubble generator device, systems and method to fabricate
CN110918142A (zh) * 2014-12-08 2020-03-27 伯克利之光生命科技公司 微流体装置中定向流动的致动微流体结构及使用它的方法
US11192108B2 (en) 2014-12-08 2021-12-07 Berkeley Lights, Inc. Actuated microfluidic structures for directed flow in a microfluidic device and methods of use thereof
CN110918142B (zh) * 2014-12-08 2022-10-25 伯克利之光生命科技公司 微流体装置中定向流动的致动微流体结构及使用它的方法
US10058865B2 (en) 2014-12-08 2018-08-28 Berkeley Lights, Inc. Actuated microfluidic structures for directed flow in a microfluidic device and methods of use thereof
US11097271B2 (en) 2014-12-08 2021-08-24 Berkeley Lights, Inc Actuated microfluidic structures for directed flow in a microfluidic device and methods of use thereof
US10407676B2 (en) 2014-12-09 2019-09-10 Life Technologies Corporation High efficiency, small volume nucleic acid synthesis
US10578630B2 (en) 2014-12-09 2020-03-03 Berkeley Lights, Inc. Automated identification of assay areas in a microfluidic device and detection of assay positive areas based on rate of change of image light intensity
US10384204B2 (en) 2014-12-10 2019-08-20 Berkeley Lights, Inc. Systems for operating electrokinetic devices
US10821439B2 (en) 2014-12-10 2020-11-03 Berkeley Lights, Inc. Movement and selection of micro-objects in a microfluidic apparatus
US10973227B2 (en) 2015-04-22 2021-04-13 Berkeley Lights, Inc. Freezing and archiving cells on a microfluidic device
US11365381B2 (en) 2015-04-22 2022-06-21 Berkeley Lights, Inc. Microfluidic cell culture
US10751715B1 (en) 2015-04-22 2020-08-25 Berkeley Lights, Inc. Microfluidic reporter cell assay methods and kits thereof
US10723988B2 (en) 2015-04-22 2020-07-28 Berkeley Lights, Inc. Microfluidic cell culture
US10101250B2 (en) 2015-04-22 2018-10-16 Berkeley Lights, Inc. Manipulation of cell nuclei in a micro-fluidic device
WO2017031017A1 (en) 2015-08-18 2017-02-23 National Health Research Institutes A microfluidic hydrodynamic shuttling chip device for highthroughput multiple single cells capture
EP3338074A4 (en) * 2015-08-18 2019-01-02 National Health Research Institutes A microfluidic hydrodynamic shuttling chip device for highthroughput multiple single cells capture
US10407658B2 (en) 2015-10-01 2019-09-10 Berkeley Lights, Inc. Well plate incubator
US11492584B2 (en) 2015-10-01 2022-11-08 Berkeley Lights, Inc. Well plate incubator
US10799865B2 (en) 2015-10-27 2020-10-13 Berkeley Lights, Inc. Microfluidic apparatus having an optimized electrowetting surface and related systems and methods
US11964275B2 (en) 2015-10-27 2024-04-23 Berkeley Lights, Inc. Microfluidic apparatus having an optimized electrowetting surface and related systems and methods
US11666913B2 (en) 2015-11-23 2023-06-06 Berkeley Lights, Inc In situ-generated microfluidic isolation structures, kits and methods of use thereof
US11454629B2 (en) 2015-12-08 2022-09-27 Berkeley Lights, Inc. In situ-generated microfluidic assay structures, related kits, and methods of use thereof
US10705082B2 (en) 2015-12-08 2020-07-07 Berkeley Lights, Inc. In situ-generated microfluidic assay structures, related kits, and methods of use thereof
US11802264B2 (en) 2015-12-30 2023-10-31 Phenomex Inc. Microfluidic devices for optically-driven convection and displacement, kits and methods thereof
US11273177B2 (en) 2015-12-31 2022-03-15 Berkeley Lights, Inc. Tumor infiltrating cells engineered to express a pro-inflammatory polypeptide
US11971409B2 (en) 2016-01-15 2024-04-30 Bruker Cellular Analysis, Inc. Methods of producing patient-specific anti-cancer therapeutics and methods of treatment therefor
US11103870B2 (en) 2016-03-16 2021-08-31 Berkeley Lights, Inc. Methods, systems and devices for selection and generation of genome edited clones
US11203018B2 (en) 2016-04-15 2021-12-21 Berkeley Lights, Inc. Methods, systems and kits for in-pen assays
US11376591B2 (en) 2016-04-15 2022-07-05 Berkeley Lights, Inc. Light sequencing and patterns for dielectrophoretic transport
US11801508B2 (en) 2016-05-26 2023-10-31 Berkeley Lights, Inc. Covalently modified surfaces, kits, and methods of preparation and use
US11007520B2 (en) 2016-05-26 2021-05-18 Berkeley Lights, Inc. Covalently modified surfaces, kits, and methods of preparation and use
US11666912B2 (en) 2016-07-21 2023-06-06 Berkeley Lights, Inc. Sorting of T lymphocytes in a microfluidic device
US11434462B2 (en) 2016-12-01 2022-09-06 Berkeley Lights, Inc. Well-plate incubator
US11639495B2 (en) 2016-12-30 2023-05-02 The Regents Of The University Of California Methods for selection and generation of genome edited T cells
US11135587B2 (en) 2017-02-21 2021-10-05 Sony Corporation Particle trapping chip, particle trapping device, and particle trapping method
US11789016B2 (en) 2017-10-15 2023-10-17 Phenomex Inc. Methods, systems and kits for in-pen assays
US11612890B2 (en) 2019-04-30 2023-03-28 Berkeley Lights, Inc. Methods for encapsulating and assaying cells
US11993766B2 (en) 2019-09-20 2024-05-28 Bruker Cellular Analysis, Inc. Functionalized well plate, methods of preparation and use thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011000079A (ja) 2011-01-06

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