WO2019087437A1 - 電極作成方法 - Google Patents

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WO2019087437A1
WO2019087437A1 PCT/JP2018/017002 JP2018017002W WO2019087437A1 WO 2019087437 A1 WO2019087437 A1 WO 2019087437A1 JP 2018017002 W JP2018017002 W JP 2018017002W WO 2019087437 A1 WO2019087437 A1 WO 2019087437A1
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WO
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push
electrode
metal wire
speed
initial position
Prior art date
Application number
PCT/JP2018/017002
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
正輝 谷口
敬人 大城
真田　雅和
聡 宮城
Original Assignee
株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
国立大学法人大阪大学
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス, 国立大学法人大阪大学 filed Critical 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス
Publication of WO2019087437A1 publication Critical patent/WO2019087437A1/ja

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
    • G01N27/06—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a liquid

Definitions

  • the present invention relates to a method of breaking a metal wire to make an electrode used for identification of biopolymers.
  • probes in order to measure, observe or identify atoms and molecules, probes (probes) and electrodes having fine tips are used.
  • SPM scanning probe microscope
  • AFM atomic force microscope
  • STM scanning tunneling microscope
  • Patent Document 1 describes a method of identifying a specific molecule using a fine electrode.
  • single molecules constituting a biopolymer passing between the electrodes are identified by measuring a tunnel current using a nanogap electrode having a short distance between the electrodes.
  • the electrode for measuring the tunnel current between the electrodes for the purpose of identification of biopolymers is finely formed at its tip, and the distance between the electrodes can be accurately adjusted. Is preferred.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide a technique for breaking an metal wire to create an electrode having a fine tip.
  • the 1st invention of this application is the electrode creation method which breaks the metal wire which has a narrow part, and creates the electrode used for identification of biopolymer, and a) from the initial position
  • the separation speed in the step a) performed a) and the step b) repeatedly and performed in the second and subsequent times is higher than the separation speed in the step a) performed previously.
  • a second invention of the present application is the electrode producing method according to the first invention, wherein the metal wire is kept waiting at the initial position for a predetermined period after the step b) and before the next step a).
  • the method further includes a step, and the step a), the step b) and the step c) are repeated.
  • a third invention of the present application is the electrode production method according to the first invention or the second invention, wherein the metal wire is disposed on an insulating substrate layer, and in the step a), the narrow portion The metal wire is pulled by pushing up the lower surface side of the substrate immediately below.
  • a fourth invention of the present application is the electrode production method of the first invention, wherein d) the metal wire is pulled from the initial position to a second position where the base end portion is separated by a predetermined second distance; And d) returning the metal wire to the initial position, wherein the second distance is greater than the first distance, and the step a) and the step b) are performed a plurality of times. Steps d) and e) are repeated.
  • a fifth invention of the present application is the electrode production method of the second invention, wherein d) the metal wire is pulled from the initial position to a second position where the base end portion is separated by a predetermined second distance; And d) returning the metal wire to the initial position, and f) waiting the metal wire at the initial position for a predetermined period of time after the step e) and before the next step d).
  • the second distance is larger than the first distance, and the step a), the step e) and the step f) are performed after the step a), the step b) and the step c) are performed a plurality of times. ) Is repeated.
  • a sixth invention of the present application is the electrode production method of the fourth invention or the fifth invention, wherein the separation speed in the step d) performed after the second time is higher than the separation speed in the step d) performed previously. large.
  • the seventh invention of the present application is the electrode producing method of the fourth invention or the fifth invention, wherein the step d) comprises the steps of: d1) pulling the metal wire from the initial position to the first position; d2) Pulling the metal wire from the first position to the second position, and the separation speed in the step d1) is the maximum separation speed in the step a), and the first step d2)
  • the separation speed in step is the same as the separation speed in the first step a), and the separation speed in the step d2) performed after the second time is larger than the separation speed in the step d2) performed previously.
  • An eighth invention of the present application is the electrode forming method according to any of the fourth invention to the seventh invention, wherein the metal wire is disposed on an insulating substrate layer, and the steps a) and d) are performed.
  • the metal wire is pulled by pushing up the lower surface side of the substrate immediately below the narrow portion.
  • the narrow width portion is gradually stretched, and the metal of the stretched portion is gradually stretched. Atomic reconstruction takes place. Thereby, it is possible to suppress rapid breakage of the metal wire and to form an electrode having a fine and stable tip.
  • a waiting time for reconstruction is provided after returning the proximal end to the initial position. This allows more time for the reconstruction of metal atoms near the stretched narrow portion. This makes it possible to create an electrode having a more stable tip.
  • the breaking up of the metal wire is further suppressed by increasing the push-up height stepwise. Therefore, an electrode having a finer and stable tip can be produced.
  • the thickness direction of the electrode substrate is the vertical direction
  • the metal layer side of the substrate layer is the upper side
  • the substrate layer side is the lower side of the metal layer.
  • the metal layer side does not necessarily have to be vertically upward.
  • FIG. 1 is a top view of the electrode substrate 1.
  • 2 to 4 are partial top views of the electrode substrate 1.
  • FIG. 5 is a partial cross-sectional view of the electrode substrate 1. 1 to 5 show the state of the electrode substrate 1 before breaking the measurement electrode portion 33 which is a metal wire.
  • the electrode substrate 1 is a substantially rectangular plate-like substrate.
  • the electrode substrate 1 is used to analyze the arrangement of single molecules constituting a biopolymer and each single molecule.
  • Examples of a single molecule constituting a biological macromolecule to be analyzed include amino acids constituting a protein, nucleotides constituting a nucleic acid (DNA, RNA), and monosaccharides constituting a sugar chain.
  • the biopolymer is allowed to pass between the nanoelectrodes 48 and 49 in a state where a voltage is applied between the nanoelectrodes 48 and 49 described later. Then, a tunnel current flowing between the nanoelectrodes 48 and 49 and the biopolymer is detected and analyzed to analyze single molecules constituting the biopolymer.
  • the electrode substrate 1 includes a substrate layer 20 and a metal layer 30.
  • the longitudinal direction of the electrode substrate 1 is referred to as a first direction
  • the short direction of the electrode substrate 1 is referred to as a second direction.
  • the second direction is orthogonal to the first direction. Note that “orthogonal” includes “substantially orthogonal”.
  • the substrate layer 20 of the present embodiment is formed of an insulating material.
  • the substrate layer 20 of the present embodiment has a two-layer structure in which a second substrate layer 22 formed of polyimide is superimposed on a first substrate layer 21 formed of silicon (Si), as shown in FIG. .
  • the substrate layer 20 of the present embodiment has a two-layer structure, the present invention is not limited to this.
  • the substrate layer 20 may be composed of only one layer formed of one type of material, or may be composed of three or more layers.
  • the substrate layer 20 may be formed of a material other than silicon and polyimide, as long as the substrate layer 20 is formed of an insulating material.
  • the substrate layer 20 may be formed of, for example, polyethylene terephthalate resin, ceramic, silicone rubber or alumina.
  • the metal layer 30 is provided at the center of the wiring portion 32 extending in the first direction between the two connection electrode portions 31 and the two connection electrode portions 31, and at the center of the wiring portion 32. And a measurement electrode unit 33 disposed.
  • the metal layer 30 is formed of, for example, a metal such as gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), copper (Cu), tungsten (W) or the like.
  • the metal layer 30 is formed of the first metal layer 301 formed of chromium (Cr), platinum (Pt) or the like, and the above-mentioned gold, platinum, silver, copper, tungsten or the like
  • a second metal layer 302 made of a metal of The connection electrode portion 31 and the wiring portion 32 are formed of both the first metal layer 301 and the second metal layer 302.
  • the measurement electrode unit 33 is composed of only the second metal layer 302.
  • the thickness of the first metal layer 301 is about 1 to 10 nm
  • the thickness of the second metal layer 302 is about 50 to 300 nm.
  • the top surfaces of the substrate layer 20 and the metal layer 30 are covered with an insulating film (not shown).
  • the metal layer 30 may be made of metal and liquid at locations other than the measurement electrode unit 33 in the metal layer 30. It is possible to suppress the occurrence of electronic exchange between them.
  • the insulating film is a TEOS oxide film, but may be formed of another material as long as it is an insulating material. An insulating film is not formed on at least a part of the upper surface of the connection electrode portion 31. For this reason, at least a part of the upper surface of the connection electrode portion 31 is exposed.
  • the width of the wiring portion 32 gradually decreases as going from the connection electrode portion 31 to the measurement electrode portion 33. As shown in FIG. 2, in the vicinity of the measurement electrode unit 33, the width of the wiring unit 32 is substantially constant. In the present embodiment, the width of the portion of the wiring portion 32 is about 8 ⁇ m.
  • the measurement electrode unit 33 is a metal wire extending in the first direction. As shown in FIG. 3 and FIG. 4, the measurement electrode unit 33 has proximal end portions 41 at both ends in the first direction and a narrow portion 42 disposed substantially in the center in the first direction.
  • the base end portions 41 are each connected to the wiring portion 32.
  • the connection between the wiring portion 32 and the base end portion 41 of the measurement electrode portion 33 is a first tapered portion 43 whose width in the second direction gradually changes.
  • the measurement electrode portion 33 has a narrow portion 42 whose width is narrower than the other portions at substantially the center in the first direction.
  • the measurement electrode portion 33 has a second tapered portion 44 in which the width in the second direction gradually decreases toward the narrow portion 42.
  • the measurement electrode unit 33 is a metal wire extending in the first direction. By pulling this apart in the first direction, the narrow portion 42 is broken to form two nanoelectrodes 48 and 49 (see FIGS. 13 and 14) described later. The details of the fracture method of the measurement electrode unit 33 will be described later.
  • the width of the measurement electrode unit 33 is about 400 nm. Also, the width of the narrow portion 42 is about 80 nm. Thus, preferably, the width of the narrow portion 42 is not more than half the width of the other portion of the measurement electrode portion 33. Thereby, when the measurement electrode portion 33 is pulled, breakage of the measurement electrode portion 33 at a position other than the narrow portion 42 is suppressed.
  • the substrate layer 20 has a channel 50 recessed downward from the top surface.
  • the flow channel 50 includes a first flow channel 51, a second flow channel 52, and a measurement flow channel 53.
  • the first flow path 51 and the second flow path 52 are disposed to face each other in the second direction with the measurement electrode portion 33 interposed therebetween.
  • the measurement flow channel 53 is a groove extending in the second direction.
  • the measurement flow channel 53 connects the first flow channel 51 and the second flow channel 52 in the second direction.
  • the first flow path 51 and the second flow path 52 are constituted by a plurality of grooves connected in a lattice shape. With such a shape, when the first flow path 51 and the second flow path 52 are filled with a liquid containing a biopolymer, each biopolymer can be easily arranged along the extending direction of the groove. Therefore, the biological macromolecules are prevented from being clogged at the boundary between the first flow path 51 and the second flow path 52 and the measurement flow path 53, and the flowability of the liquid is prevented from being reduced.
  • the biopolymer is disposed along the extending direction of the measurement channel 53.
  • Each groove of the first flow passage 51 and the second flow passage 52 has a width of about 1 ⁇ m and a depth of about 2 ⁇ m.
  • the measurement flow path 53 extends along the second direction.
  • the narrow portion 42 of the measurement electrode unit 33 is disposed at a position overlapping the measurement flow path 53 vertically. Thereby, when the measurement electrode portion 33 is broken and becomes a pair of nano electrodes 48, 49, biomolecules moving in the second direction in the measurement flow path 53 pass between the nano electrodes 48, 49. Cheap.
  • the depth of the measurement flow channel 53 is about 2 ⁇ m as in the case of the first flow channel 51 and the second flow channel 52.
  • the measurement flow channel 53 has two introduction grooves 531 connected to the first flow channel 51 and the second flow channel 52, and a measurement groove 532 connecting the two introduction grooves 531.
  • the width of the measurement grooves 532 becomes narrower as going from the respective introduction grooves 531 directly below the measurement electrode portion 33.
  • the width of the introduction groove 531 is about 800 nm.
  • the measurement groove 532 has the narrowest width immediately below the measurement electrode portion 33. At this portion, the width of the measurement groove 532 is about 100 nm.
  • the measurement flow channel 53 has a measurement groove 532 in which the width narrows toward the measurement electrode section 33, so that when measuring the current value after breakage of the measurement electrode section 33, the biological molecule extends in the second direction in which the measurement flow channel 53 extends. It is easy to pass between the two nanoelectrodes 48 and 49 in the direction along
  • the width of the measurement groove 532 in the first direction gradually increases toward the upper side at least at a position overlapping the measurement electrode portion 33. That is, the measurement groove 532 has a V-shaped cross section at the position. In addition, it is preferable that the width
  • FIGS. 6 and 7 are diagrams showing how the distance between the proximal ends 41 of the measurement electrode units 33 is adjusted.
  • FIG. 6 is a side view showing the state of the electrode substrate 1 set in the bending and bending apparatus 9 in the initial state.
  • FIG. 7 is a side view showing how the electrode substrate 1 set in the press-bending device 9 is pressed and bent.
  • FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the electrode substrate 1 showing how it is pressed and bent.
  • the bending and bending apparatus 9 includes a mounting table 91, a pair of fixing tools 92, a lifting tool 93, a power supply 94, an ammeter 95, and a control unit 90.
  • the mounting table 91 has a flat upper surface on which the electrode substrate 1 is mounted.
  • the fixture 92 of the present embodiment is four plate-like members disposed substantially perpendicular to the first direction.
  • the pair of fixtures 92 press and fix the electrode substrate 1 from above and below at two places in the first direction across the measurement electrode portion 33.
  • the push-up tool 93 is a cylindrical member having a hemispherical upper surface.
  • the push-up tool 93 is connected to an elevation mechanism (not shown) having a motor, a piezo element, and the like.
  • the electrode substrate 1 is disposed such that the measurement electrode portion 33 is positioned right above the uppermost protruding portion of the push-up tool 93.
  • the elevating mechanism may be a mechanism using other motive power, as long as it can control the raised height.
  • the power supply 94 applies a voltage to the pair of connection electrode portions 31. Then, the ammeter 95 measures the current value of the current flowing through the measurement electrode unit 33 by the voltage applied by the power supply 94.
  • the control unit 90 is electrically connected to the push-up tool 93, the power supply 94, and the ammeter 95 to control each unit.
  • a computer is used for the control unit 90.
  • the electrode substrate 1 When setting the electrode substrate 1 in the bending and bending apparatus 9, first, the electrode substrate 1 is placed on the mounting table 91. Thereafter, the electrode substrate 1 is fixed from the upper and lower sides by four fixing tools 92 in a state where no load is applied to the electrode substrate 1.
  • the lifting tool 93 is moved upward by the lifting and lowering mechanism.
  • the vicinity of the measurement electrode portion 33 of the electrode substrate 1 is pushed up from the lower surface side.
  • the electrode substrate 1 When the electrode substrate 1 is pushed and deformed in this manner, the side walls of the substrate layer 20 constituting the measurement groove 532 move away from each other as shown by solid arrows in FIG. As a result, the two base end portions 41 of the measurement electrode portion 33 move in directions away from each other. As a result, when the measurement electrode portion 33 is connected, the measurement electrode portion 33 is stretched, and the narrow portion 42 is easily broken. In addition, when the measurement electrode portion 33 is broken, the distance between the two nanoelectrodes 48 and 49 is increased.
  • the measurement flow path 53 which is a groove extending in the second direction, is disposed directly below the measurement electrode portion 33, as shown by the solid arrow in FIG.
  • the two side walls of the substrate layer 20 constituting the measurement flow channel 53 largely open in the first direction. Therefore, by arranging the measurement flow channel 53 below the measurement electrode unit 33, the two base ends 41 of the measurement electrode unit 33 are further separated.
  • the base end portion 41 of the measurement electrode portion 33 is compared with the case where no groove like the measurement flow channel 53 is provided.
  • the distance between the two in the first direction can be increased. Therefore, the distance between the base end portions 41 of the measurement electrode portions 33 can be increased while suppressing the amount of deformation of the electrode substrate 1. Therefore, when the measurement electrode portion 33 is connected by the narrow portion 42, the distance between the base end portions 41 is increased to easily break while suppressing the electrode substrate 1 from being broken.
  • the measurement electrode part 33 is a pair of nano electrodes 48 and 49 which have a fracture
  • Such bending of the electrode substrate 1 is performed in a state where a voltage is loaded between the connection electrode portions 31 by the power supply 94.
  • the measurement electrode unit 33 when the measurement electrode unit 33 is connected, it can be determined from the change in the current value measured by the ammeter 95 whether or not the measurement electrode unit 33 is broken.
  • the control unit 90 may obtain the current measured by the ammeter 95 after amplification using a current amplifier.
  • FIG. 9 is a flow chart showing the flow of the pressing and bending process of the electrode substrate 1 in the breaking process of the measurement electrode unit 33.
  • FIG. 10 and FIG. 11 are flowcharts showing the flow of monitoring processing and end processing of the pressing and bending processing in the breakage processing of the measurement electrode unit 33.
  • FIG. 12 is a view showing an example of the time-series change of the push-up height of the electrode substrate 1 and the current value in the breaking process of the measurement electrode unit 33. As shown in FIG. In FIG. 12, the upper side is a view showing the push-up height of the electrode substrate 1, and the lower side is a view showing the current value of the current flowing through the measurement electrode portion 33.
  • a pressing and bending process is performed by repeating the process of pushing up the push-up tool 93 and the process of pulling back.
  • the current value detected by the ammeter 95 is monitored while performing the bending process, and when the measurement electrode unit 33 is broken, the ending process of the bending process is performed.
  • the flow of the pressing and bending process shown in FIG. 9 will be described.
  • the process of pushing up the push-up tool 93 to a predetermined height and the process of returning are repeated while gradually increasing the push-up speed.
  • the push-up height is increased.
  • the step of pushing up the push-up tool 93 up to a predetermined height and the step of returning are repeated while gradually increasing the push-up speed.
  • Such a pushing and bending process is repeated until the measurement electrode unit 33 is broken.
  • the electrode substrate 1 is set in the bending apparatus 9 (step S101).
  • the position of each part before the bending is referred to as an initial position.
  • control unit 90 starts to load a voltage between the connection electrode units 31 by the power supply 94. At the same time, the control unit 90 starts the monitoring process shown in FIG.
  • the bending and bending apparatus 9 pulls the measurement electrode unit 33 to the first position where the base end portions 41 at both ends of the measurement electrode unit 33 which is a metal wire are separated by a predetermined first distance. Therefore, the measurement electrode portion 33 is stretched and is in a state of being easily broken.
  • the first height H1 is 0.8 mm as shown in FIG.
  • control unit 90 determines whether the count number n has reached a preset repetition number N (step S106).
  • the number of repetitions N is four.
  • A2 is a push-up speed greater than A1.
  • the push-up speed Vu is large from the beginning, a large tensile force is suddenly applied to the measurement electrode portion 33, and the measurement electrode portion 33 is not stretched thinly at the narrow portion 42 and fractures, and the fracture surface becomes large.
  • FIG. 13 is a schematic view showing the state of the nanoelectrodes 48 and 49 formed by breaking the measurement electrode portion 33 in the first push-up process at a large push-up speed Vu. As shown in FIG. 13, in this case, nanoelectrodes 48 and 49 having fine tips can not be obtained.
  • FIG. 14 is a schematic view showing a state at the time of breakage of the nanoelectrodes 48 and 49 formed by breakage of the measurement electrode portion 33 after repeating the pushing-up step and the pulling-back step. As shown in FIG. 14, in this case, it is possible to obtain nanoelectrodes 48 and 49 having a small fracture surface and a stable fine tip.
  • the state of metal atoms in the stretched portion is made more stable by pushing back to the initial position after the measuring electrode portion 33 is stretched. Moreover, after returning to an initial position, the state of the metal atom of the extended part is further stabilized by providing the waiting time of step S105. Thereby, nanoelectrodes 48 and 49 having stable and fine tips can be obtained.
  • the second and fourth push-up speeds Vu, A4 200 ⁇ m / sec
  • the bending and bending apparatus 9 pulls the measurement electrode unit 33 to a second position where the base end portions 41 at both ends of the measurement electrode unit 33 are separated by a predetermined second distance.
  • the second height H2 is higher than the first height H1.
  • the second distance is greater than the first distance.
  • the second height H2 is 1.0 mm as shown in FIG.
  • control unit 90 performs the pullback process (step S110) and the standby process (step S111), as in steps S104 and S105. Thereafter, the control unit 90 determines whether or not the count number n has reached a preset number of repetitions N (step S112). In the example of FIG. 12, the number of repetitions N is four.
  • A2 is a push-up speed greater than A1.
  • step S110 the pullback process
  • step S111 the standby process
  • the push-up process at the first height is performed N times, and the push-up process at the second height is performed N times while the push-up speed is increased. And then, the pushing process at the second height was repeated at the same pushing speed.
  • the present invention is not limited to this.
  • the push-up process is performed at the two-step push-up height
  • the push-up height may not be changed, or the push-up height may be changed to three or more steps. Further, the number of push-up steps performed while increasing the push-up speed may be different for each push-up height.
  • the monitoring process is started simultaneously with the start of the bending process.
  • the control unit 90 determines whether the current value detected by the ammeter 95 is less than or equal to a predetermined threshold (step S201). Then, if the current value is not equal to or less than the threshold value, step S201 is repeated.
  • the current value detected by the ammeter 95 is substantially constant while the measurement electrode unit 33 is connected.
  • the measurement electrode portion 33 is broken and the nanoelectrodes 48 and 49 are formed by repeating the push-up of the push-up tool 93, the current value rapidly decreases.
  • the current value is equal to or less than the threshold at time T1.
  • step S201 When it is determined in step S201 that the current value is equal to or less than the threshold value, the control unit 90 interrupts the pressing and bending process shown in FIG. 9 and terminates the monitoring process. Then, the following end processing is performed. Specifically, in step S202, the push-up by the push-up tool 93 is interrupted (step S202) and pulled back to the initial position (step S203).
  • step S204 a standby is performed (step S204).
  • the formed nanoelectrodes 48, 49 have their tips in contact with each other.
  • the current value detected by the ammeter 95 becomes a value similar to the current value before breakage of the measurement electrode unit 33 again.
  • the second count number m is a parameter indicating the number of push-ups after breakage. That is, in steps S205 to S207, when the push-up speed Vu does not reach the maximum push-up speed A4, the push-up speed Vu is increased by one step.
  • step S208 the control unit 90 starts pushing-up of the push-up tool 93 at the push-up speed Vu (step S208).
  • the control unit 90 determines whether the current value detected by the ammeter 95 is less than or equal to a predetermined threshold (step S209).
  • the threshold in step S209 is the same as the threshold in step S201. Then, if the current value is not equal to or less than the threshold value, step S209 is repeated.
  • step S209 it is determined that the current value is equal to or less than the threshold value, and the control unit 90 interrupts the push-up by the push-up tool 93 (step S210), pulls back to the initial position (step S211), and then waits (step S212). ).
  • control unit 90 determines whether the second count number m has reached a preset second repetition number M (step S213).
  • step S214 the control unit 90 determines whether the count number n has reached N (step S214). If it is determined that the count number n has not reached N, the control unit 90 increments the count number n (step S215), and proceeds to step S216. On the other hand, when determining that the count number n has reached N, the control unit 90 proceeds directly to step S216.
  • step S213 If it is determined in step S213 that the second count number m has reached the second repetition number M, the control unit 90 ends the end processing.
  • FIG. 13 and FIG. 14 are schematic views showing the state of the measurement electrode unit 33 at the time of breakage.
  • the measurement electrode portion 33 at the initial position before the pressing and bending process is shown by a broken line.
  • the measurement electrode portion 33 When the base end portions 41 of the measurement electrode portion 33 are suddenly separated by a large distance or suddenly separated at a large speed, the measurement electrode portion 33 is broken without being thinly stretched near the narrow width portion 42. Then, as shown in FIG. 13, the tip portions of the nanoelectrodes 48 and 49 which are fractured portions are thick and become uneven fractured surfaces. Furthermore, in the case of rapid breakage, the metal atoms at the tips of the nanoelectrodes 48 and 49 are not properly restructured, and the tips are drawn toward the proximal end 41 and the tips of the nanoelectrodes 48 and 49 are rounded. There is a risk of
  • the separation speed is gradually increased while repeating the process of separating the base end portions 41 of the measurement electrode unit 33 and the process of returning them to the initial position.
  • the area around the narrow portion 42 is gradually elongated, and the metal atoms in the vicinity of the narrow portion 42 are reconstructed by pulling back.
  • the tips of the nanoelectrodes 48 and 49 which are fractured parts, are thin and can be broken stably. Therefore, it is possible to obtain nanoelectrodes 48 and 49 having a thin and stable tip.
  • a waiting time is provided at the initial position.
  • the metal atoms near the narrow portion 42 are reconfigured more time. This makes it possible to obtain nanoelectrodes 48 and 49 having more stable tips.
  • the push-up process and the pull-back process are repeated at the second push-up height larger than the first push-up height.
  • the push-up process and the pull-back process are repeated at the second push-up height larger than the first push-up height.
  • the step of separating the base end portions 41 of the measurement electrode portion 33 and the step of returning them to the initial position are performed even after the measurement electrode portion 33 is broken. This further stabilizes the metal atoms at the tips of the nanoelectrodes 48 and 49 immediately after breakage. Therefore, it can be further suppressed that the tip end of the fractured nanoelectrodes 48 and 49 is drawn toward the proximal end 41 and rounded.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the flow of the pressing and bending process of the electrode substrate 1 according to the second embodiment.
  • FIG. 16 is a view showing an example of a time-series change of the push-up height of the electrode substrate 1 in the breaking process of the measurement electrode unit 33.
  • the electrode substrate 1 and the press-bending apparatus 9 to be used are the same as that of 1st Embodiment.
  • the monitoring process and the termination process are also the same as in the first embodiment.
  • the first push-up speed Vu1 is a speed at which the push-up tool 93 is pushed up from the initial position to a predetermined first height H1.
  • Step S303 pushes up the steps S103 to S105 of the first embodiment to the first height H1 (Step S303), and pulls back the step up tool 93 to the initial position (Step S304). And a standby step (step S305) of causing the push-up tool 93 to stand by for a predetermined time at the initial position.
  • control unit 90 determines whether the count number n has reached a predetermined number of repetitions N (step S306).
  • the number of repetitions N is four.
  • the second push-up speed Vu2 is a speed at which the push-up tool 93 is pushed up from the first height H1 to a predetermined second height.
  • the height H1 is pushed up to the second height H2 (step S309).
  • the push-up is performed at the maximum push-up speed AN until the first height H1 which has been pushed at the maximum push-up speed AN.
  • control unit 90 performs a pullback process (step S310) and a standby process (step S311). Thereafter, the control unit 90 determines whether the count number n has reached a predetermined number of repetitions N (step S312). In the example of FIG. 16, the number of repetitions N is four.
  • the push-up speed may be set stepwise for each push-up height. In this way, it is possible to shorten the time required for the breaking process while suppressing rapid breakage of the measurement electrode unit 33 other than the tapered structure.
  • the metal layer of the electrode substrate has only a pair of connection electrodes to which power is input from the outside
  • the present invention is not limited to this.
  • One electrode substrate may have a plurality of pairs of electrodes to which power is input from the outside.
  • a voltage for electrophoresis may be applied between the first channel and the second channel.
  • the present invention is not limited to this.
  • the number of repetitions may be two, three, or five or more.
  • the number of repetitions may be different for each push-up height.
  • pushing up height was two steps, this invention is not limited to this.
  • the push-up height may be one stage of only the first push-up height, or there may be three or more stages.

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Abstract

この電極作成方法では、幅狭部を有する金属線を破断して電極を作成する。この電極作成方法は、ａ)初期位置から、金属線の両端の基端部が所定の第１距離離間した第１位置まで前記金属線を引っ張る工程（Ｓ１０３）と、ｂ）金属線を初期位置に戻す工程（Ｓ１０４）とを有する。そして、工程ａ）および工程ｂ）が繰り返し行われる。２回目以降に行われる工程ａ）における離間速度は、以前に行った工程ａ）における離間速度よりも大きい。基端部同士を離間する工程と、初期位置に戻す工程とを繰り返すことにより、幅狭部付近が次第に引き伸ばされるとともに、引き伸ばされた部分の金属原子の再構成が行われる。これにより、金属線が急激に破断するのを抑制し、微細かつ安定した先端部を有する電極を作成できる。

Description

電極作成方法
　本発明は、金属線を破断して、生体高分子の識別に用いられる電極を作成する方法に関する。
　従来、原子や分子を測定、観察または識別するために、微細な先端部を有するプローブ（探針）や電極が用いられている。例えば、従来の原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）や走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）などの走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）には、先端の曲率半径が２０ｎｍ以下の先鋭な探針が用いられる。
　また、従来の微細な先端部を有する電極は、例えば、特定の分子や原子を測定または識別するために用いられる。微細な電極を用いて特定の分子を識別する方法については、例えば、特許文献１に記載されている。
　特許文献１に記載の単分子識別方法では、電極間距離の短いナノギャップ電極を用いて、電極間を通過する生体高分子を構成する単分子を、トンネル電流を測定することにより識別する。
特開２０１５－６４２４８号公報
　特許文献１に記載のように、生体高分子の識別を目的として電極間のトンネル電流を測定する電極は、その先端部が微細に形成されており、かつ、電極間の距離を精度良く調整可能であることが好ましい。
　本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、金属線を破断して、微細な先端部を有する電極を作成する技術を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するため、本願の第１発明は、幅狭部を有する金属線を破断して、生体高分子の識別に用いられる電極を作成する電極作成方法であって、ａ)初期位置から、前記金属線の両端の基端部が所定の第１距離離間した第１位置まで前記金属線を引っ張る工程と、ｂ）前記金属線を前記初期位置に戻す工程と、を有し、前記工程ａ）および前記工程ｂ）が繰り返し行われ、２回目以降に行われる前記工程ａ）における離間速度は、以前に行った前記工程ａ）における離間速度よりも大きい。
　本願の第２発明は、第１発明の電極作成方法であって、ｃ）前記工程ｂ）の後、かつ、次の前記工程ａ）の前に前記金属線を前記初期位置で所定期間待機する工程をさらに有し、前記工程ａ）、前記工程ｂ）および前記工程ｃ）が、繰り返し行われる。
　本願の第３発明は、第１発明または第２発明に記載の電極作成方法であって、前記金属線は、絶縁性の基板層の上に配置され、前記工程ａ）において、前記幅狭部の直下において前記基板の下面側を押し上げることにより、前記金属線を引っ張る。
　本願の第４発明は、第１発明の電極作成方法であって、ｄ）前記初期位置から、前記基端部が所定の第２距離離間した第２位置まで前記金属線を引っ張る工程と、ｅ）前記金属線を前記初期位置に戻す工程と、をさらに有し、前記第２距離は、前記第１距離よりも大きく、前記工程ａ）および前記工程ｂ）が複数回行われた後に、前記工程ｄ）および前記工程ｅ）が繰り返し行われる。
　本願の第５発明は、第２発明の電極作成方法であって、ｄ）前記初期位置から、前記基端部が所定の第２距離離間した第２位置まで前記金属線を引っ張る工程と、ｅ）前記金属線を前記初期位置に戻す工程と、ｆ）前記工程ｅ）の後、かつ、次の前記工程ｄ）の前に前記金属線を前記初期位置で所定期間待機する工程をさらに有し、前記第２距離は、前記第１距離よりも大きく、前記工程ａ）、前記工程ｂ）および前記工程ｃ）が複数回行われた後に、前記工程ｄ）、前記工程ｅ）および前記工程ｆ）が繰り返し行われる。
　本願の第６発明は、第４発明または第５発明の電極作成方法であって、２回目以降に行われる前記工程ｄ）における離間速度は、以前に行った前記工程ｄ）における離間速度よりも大きい。
　本願の第７発明は、第４発明または第５発明の電極作成方法であって、前記工程ｄ）は、ｄ１）前記金属線を、前記初期位置から前記第１位置まで引っ張る工程と、ｄ２）前記金属線を、前記第１位置から前記第２位置まで引っ張る工程と、を含み、前記工程ｄ１）における離間速度は、前記工程ａ）における最大の離間速度であり、１回目の前記工程ｄ２）における離間速度は、１回目の前記工程ａ）における離間速度と同じであり、２回目以降に行われる前記工程ｄ２）における離間速度は、以前に行った前記工程ｄ２）における離間速度よりも大きい。
　本願の第８発明は、第４発明ないし第７発明のいずれかの電極作成方法であって、前記金属線は、絶縁性の基板層の上に配置され、前記工程ａ）および前記工程ｄ）において、前記幅狭部の直下において前記基板の下面側を押し上げることにより、前記金属線を引っ張る。
　本願の第１発明から第８発明によれば、基端部同士を離間する工程と、初期位置に戻す工程とを繰り返すことにより、幅狭部付近が次第に引き伸ばされるとともに、引き伸ばされた部分の金属原子の再構成が行われる。これにより、金属線が急激に破断するのを抑制し、微細かつ安定した先端部を有する電極を作成できる。
　特に、本願の第２発明および第５発明によれば、基端部を初期位置に戻した後に、再構成のための待機時間が設けられる。これにより、引き伸ばされた幅狭部付近の金属原子の再構成がより時間をかけて行われる。これにより、より安定した先端部を有する電極を作成できる。
　特に、本願の第４発明によれば、段階的に押し上げ高さを大きくすることにより、金属線が急激に破断するのをより抑制する。したがって、より微細かつ安定した先端部を有する電極を作成できる。
　特に、本願の第７発明によれば、金属線が急激に破断するのを抑制しつつ、破断処理にかかる時間を短縮できる。
第１実施形態に係る電極基板の上面図である。 第１実施形態に係る電極基板の部分上面図である。 第１実施形態に係る電極基板の部分上面図である。 第１実施形態に係る電極基板の部分上面図である。 第１実施形態に係る電極基板の部分断面図である。 第１実施形態に係る電極基板の金属線の基端部間の距離の調整を行う際の様子を示した図である。 第１実施形態に係る電極基板の計測電極部の基端部間の距離の調整を行う際の様子を示した図である。 第１実施形態に係る電極基板の押し曲げ時の様子を示した部分断面図である。 第１実施形態に係る電極基板の計測電極部の押し曲げ処理の流れを示したフローチャートである。 第１実施形態に係る電極基板の計測電極部の監視処理および終了処理の流れを示したフローチャートである。 第１実施形態に係る電極基板の計測電極部の監視処理および終了処理の流れを示したフローチャートである。 第１実施形態に係る電極基板の計測電極部の破断処理における電極基板の押し上げ高さおよび電流値の時系列変化の一例を示した図である。 第１実施形態に係る電極基板の計測電極部の破断時の様子を示した概略図である。 第１実施形態に係る電極基板の計測電極部の破断時の様子を示した概略図である。 第２実施形態に係る電極基板の押し曲げ処理の流れを示したフローチャートである。 第２実施形態に係る電極基板の計測電極部の破断処理における電極基板の押し上げ高さの時系列変化の一例を示した図である。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、本願では、電極基板の厚み方向を上下方向とし、基板層に対して金属層側を上側、金属層に対して基板層側を下側として説明を行っている。しかしながら、電極基板の使用時の向きは必ずしも金属層側を鉛直上向きとしなくてもよい。
　＜１．第１実施形態＞
　＜１－１．電極基板の構成＞
　本発明の第１実施形態に係る電極基板１について、図１～図５を参照しつつ説明する。図１は、電極基板１の上面図である。図２～図４は、電極基板１の部分上面図である。図５は、電極基板１の部分断面図である。図１～図５には、金属線である計測電極部３３を破断する前の電極基板１の様子が示されている。
　図１に示すように、電極基板１は、略長方形の板状の基板である。この電極基板１は、生体高分子を構成する単分子の配列や、各単分子を解析するために用いられる。解析対象となる生体高分子を構成する単分子としては、例えば、タンパク質を構成するアミノ酸、核酸（ＤＮＡ，ＲＮＡ）を構成するヌクレオチド、糖鎖を構成する単糖が挙げられる。この電極基板１を用いた生体高分子の解析において、具体的には、後述するナノ電極４８，４９間に電圧を負荷した状態でナノ電極４８，４９間に生体高分子を通過させる。そして、ナノ電極４８，４９と生体高分子との間に流れるトンネル電流を検知し、解析することにより、生体高分子を構成する単分子の解析を行う。
　図１～図５に示すように、電極基板１は、基板層２０と、金属層３０とを有する。以下では、電極基板１の長手方向を第１方向と称し、電極基板１の短手方向を第２方向と称する。第２方向は、第１方向と直交する。なお、「直交する」とは、「略直交する」を含むものとする。
　本実施形態の基板層２０は、絶縁材料により形成される。本実施形態の基板層２０は、図５に示すように、シリコン（Ｓｉ）により形成された第１基板層２１の上にポリイミドにより形成された第２基板層２２が重なった２層構造である。なお、本実施形態の基板層２０は２層構造であるが、本発明はこれに限られない。基板層２０は１種類の材料により形成される１層のみから構成されてもよいし、３つ以上の層から構成されてもよい。また、基板層２０は、絶縁性の材料により形成されていれば、シリコンおよびポリイミド以外の材料により形成されてもよい。基板層２０は、例えば、ポリエチレンテレフタラート樹脂、セラミック、シリコーンゴムまたはアルミナにより形成されてもよい。
　金属層３０は、図１～図４に示すように、２つの接続用電極部３１と、２つの接続用電極部３１の間において第１方向に延びる配線部３２と、配線部３２の中央に配置された計測電極部３３とを有する。金属層３０は、例えば、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、タングステン（Ｗ）等の金属により形成される。
　本実施形態では、図５に示すように、金属層３０は、クロム（Ｃｒ）、白金（Ｐｔ）等により形成された第１金属層３０１と、上述した金、白金、銀、銅、タングステン等の金属からなる第２金属層３０２とにより構成される。接続用電極部３１および配線部３２は、第１金属層３０１と第２金属層３０２の両方により構成される。一方、計測電極部３３は第２金属層３０２のみから構成される。なお、実施例では、例えば、第１金属層３０１の厚みは約１～１０ｎｍ、第２金属層３０２の厚みは約５０～３００ｎｍである。
　基板層２０および金属層３０の最上面は、絶縁膜（図示せず）により覆われている。金属層３０の表面を絶縁膜で覆うことにより、計測電極部３３を液中で用いる場合に、金属層３０のうち計測電極部３３以外の箇所において、金属層３０を構成する金属と液体との間における電子のやりとりが生じるのを抑制できる。なお、本実施形態では、絶縁膜はＴＥＯＳ酸化膜であるが、絶縁性の材料であれば、他の材料により形成されてもよい。なお、接続用電極部３１の上面の少なくとも一部には、絶縁膜が形成されない。このため、接続用電極部３１の上面の少なくとも一部は露出している。
　配線部３２は、接続用電極部３１から計測電極部３３へ向かうにつれて次第にその幅が小さくなる。図２に示すように、計測電極部３３の近傍において、配線部３２の幅は略一定である。本実施形態では、配線部３２の当該部位の幅は、約８μｍである。
　両側の配線部３２の間には、配線部３２よりも幅が小さい計測電極部３３が配置される。計測電極部３３は、第１方向に延びる金属線である。図３および図４に示すように、計測電極部３３は、第１方向の両端の基端部４１と、第１方向の略中央に配置された幅狭部４２とを有する。
　基端部４１はそれぞれ、配線部３２と接続される。なお、配線部３２と計測電極部３３の基端部４１との接続箇所は、第２方向の幅が次第に変化する第１テーパー部４３となっている。
　また、計測電極部３３は、第１方向の略中央に、他の部分よりも幅が狭い幅狭部４２を有する。計測電極部３３は、幅狭部４２へ向かって第２方向の幅が次第に小さくなる第２テーパー部４４を有する。
　このように、計測電極部３３は、第１方向に延びる金属線である。これを第１方向に離間するように引っ張ることにより、幅狭部４２が破断し、後述する２つのナノ電極４８，４９（図１３，１４参照）を構成する。計測電極部３３の破断方法の詳細については、後述する。
　本実施形態では、計測電極部３３の幅は約４００ｎｍである。また、幅狭部４２の幅は約８０ｎｍである。このように、幅狭部４２の幅が、計測電極部３３の他の部分の幅の１／２以下であることが好ましい。これにより、計測電極部３３を引っ張った際に、幅狭部４２以外の位置で計測電極部３３が破断することが抑制される。
　基板層２０は、上面から下方へ凹む流路５０を有する。流路５０は、第１流路５１、第２流路５２および計測流路５３を有する。第１流路５１および第２流路５２は、計測電極部３３を挟んで第２方向に対向して配置される。計測流路５３は、第２方向に延びる溝である。計測流路５３は、第１流路５１と第２流路５２を第２方向に繋ぐ。
　第１流路５１および第２流路５２は、格子状に繋がる複数の溝により構成される。このような形状により、第１流路５１および第２流路５２に生体高分子を含む液体が充填されると、各生体高分子が溝の延びる方向に沿って配置されやすくなる。したがって、第１流路５１および第２流路５２と計測流路５３との境界部で生体高分子が詰まって液体の流動性が低下するのが抑制されるとともに、計測流路５３内において各生体高分子が計測流路５３の延びる方向に沿って配置される。第１流路５１および第２流路５２の各溝は、幅が約１μｍであり、深さが約２μｍである。
　計測流路５３は、第２方向に沿って延びる。計測電極部３３の幅狭部４２は、計測流路５３と上下に重なる位置に配置される。これにより、計測電極部３３が破断されて一対のナノ電極４８，４９となった場合に、計測流路５３内を第２方向に移動する生体分子が、ナノ電極４８，４９の間を通過しやすい。
　計測流路５３の深さは、第１流路５１および第２流路５２と同様、約２μｍである。計測流路５３は、第１流路５１および第２流路５２とそれぞれ繋がる２つの導入溝５３１と、２つの導入溝５３１を繋ぐ計測溝５３２とを有する。
　計測溝５３２は、それぞれの導入溝５３１から計測電極部３３の直下に向かうにつれて幅が狭くなる。導入溝５３１の幅は、約８００ｎｍである。計測溝５３２は、計測電極部３３の直下において、最も幅が狭くなる。当該部位において、計測溝５３２の幅は約１００ｎｍである。計測流路５３が計測電極部３３に向かって幅が狭くなる計測溝５３２を有することにより、計測電極部３３の破断後の電流値計測時に、生体分子が、計測流路５３の延びる第２方向に沿う向きで、２つのナノ電極４８，４９の間を通過しやすい。
　計測溝５３２は、図５に示すように、少なくとも計測電極部３３と重なる位置において、上方に向かうにつれて第１方向の幅が徐々に大きくなる。すなわち、計測溝５３２は、当該位置において、Ｖ字状の断面を有する。なお、計測溝５３２は、第２方向の全ての領域において、上方に向かうにつれて第１方向の幅が大きくなっていることが好ましい。また、計測溝５３２の形状はＶ字状に限られない。計測溝５３２の形状は、Ｕ字状などの他の形状であってもよい。
　ここで、押し曲げ装置９を用いた電極基板１の押し曲げについて説明する。図６および図７は、計測電極部３３の基端部４１間の距離の調整を行う際の様子を示した図である。図６は、押し曲げ装置９にセットされた電極基板１の初期状態における様子を示した側面図である。図７は、押し曲げ装置９にセットされた電極基板１の押し曲げ時における様子を示した側面図である。図８は、押し曲げ時の様子を示した電極基板１の部分断面図である。
　図６に概念的に示すように、押し曲げ装置９は、載置台９１と、１対の固定具９２と、押し上げ具９３と、電源９４と、電流計９５と、制御部９０とを有する。
　載置台９１は、電極基板１を載置する平らな上面を有する。本実施形態の固定具９２は、第１方向に略垂直に配置される４つの板状部材である。１対の固定具９２は、計測電極部３３を挟んだ第１方向の２箇所において、電極基板１を上下から押えて固定する。押し上げ具９３は、半球状の上面を有する円柱状の部材である。押し上げ具９３は、モータおよびピエゾ素子等を有する昇降機構（図示省略）に接続されている。電極基板１は、押し上げ具９３の最も上方に突出した部分の真上に計測電極部３３が位置するように、配置される。なお、昇降機構は、押し上げた高さを制御できる機構であれば、その他の動力を用いた機構であってもよい。
　電極基板１の押し曲げ時には、電源９４は、一対の接続用電極部３１に対して電圧を印加する。そして、電流計９５は、電源９４により印加された電圧によって、計測電極部３３に流れる電流の電流値を測定する。
　制御部９０は、押し上げ具９３、電源９４および電流計９５とそれぞれ電気的に接続し、各部を制御する。制御部９０には、例えば、コンピュータが用いられる。
　電極基板１を押し曲げ装置９にセットする際には、まず、載置台９１上に電極基板１を載置する。その後、電極基板１に負荷のかからない状態で電極基板１を上下から４つの固定具９２で固定する。
　押し曲げ時には、図７に示すように、昇降機構により、押し上げ具９３が上方へと移動する。これにより、電極基板１の計測電極部３３付近が下面側から押し上げられる。
　このように電極基板１が押し曲げられて変形すると、計測溝５３２を構成する基板層２０の側壁が、図８中に実線矢印で示すように、互いに離れる方向へと移動する。これにより、計測電極部３３の２つの基端部４１は、互いに離れる方向へと移動する。その結果、計測電極部３３が繋がっている場合、計測電極部３３が引き伸ばされ、幅狭部４２が破断しやすい状態となる。また、計測電極部３３が破断されている場合、２つのナノ電極４８，４９間の距離が拡がる。
　押し曲げ時には、１対の固定具９２の間において、計測電極部３３付近を中心として電極基板１の上面が第１方向にも第２方向にも伸びる力が加わる。この電極基板１では、計測電極部３３の直下に第２方向に延びる溝である計測流路５３を配置することにより、図８中に実線矢印で示すように、計測流路５３の底面を中心として、計測流路５３を構成する基板層２０の２つの側壁が、第１方向へ大きく開く。このため、計測電極部３３の下方に計測流路５３が配置されることにより、計測電極部３３の２つの基端部４１がより引き離される。
　すなわち、電極基板１を計測流路５３付近において上方へ突出する方向へ曲げた際に、計測流路５３のような溝を有していない場合と比べて、計測電極部３３の基端部４１同士の第１方向の間隔を大きくできる。したがって、電極基板１の変形量を抑制しつつ、計測電極部３３の基端部４１同士の距離を大きくできる。よって、計測電極部３３が幅狭部４２で繋がっている場合、電極基板１が割れるのを抑制しつつ、基端部４１同士の距離を大きくして破断しやすい。また、計測電極部３３が破断部を有する一対のナノ電極４８，４９である場合、電極基板１が割れるのを抑制しつつ、ナノ電極４８，４９間の距離を大きくしたり調整したりしやすい。
　このような電極基板１の押し曲げを、電源９４により接続用電極部３１間に電圧を負荷した状態で行う。このようにすると、計測電極部３３が繋がっている場合、電流計９５の計測した電流値の変化から、計測電極部３３が破断したか否かを判断できる。なお、制御部９０は、電流計９５で計測された電流を、電流増幅器を用いて増幅してから取得してもよい。
　＜１－２．計測電極部の破断処理＞
　次に、幅狭部４２を有する計測電極部３３を破断してナノ電極４８，４９を形成する破断処理について、図９～図１２を参照しつつ説明する。図９は、計測電極部３３の破断処理における電極基板１の押し曲げ処理の流れを示したフローチャートである。図１０および図１１は、計測電極部３３の破断処理における押し曲げ処理の監視処理および終了処理の流れを示したフローチャートである。図１２は、計測電極部３３の破断処理における電極基板１の押し上げ高さおよび電流値の時系列変化の一例を示した図である。なお、図１２中、上側が、電極基板１の押し上げ高さを示した図であり、下側が、計測電極部３３を流れる電流の電流値を示した図である。
　この押し曲げ装置９を用いた計測電極部３３の破断処理では、図９に示すように、押し上げ具９３を押し上げる工程と引き戻す工程とを繰り返す、押し曲げ処理を行う。一方、図１０に示すように、押し曲げ処理を行いつつ電流計９５の検出する電流値を監視し、計測電極部３３が破断したら、押し曲げ処理の終了処理を行う。
　まず、図９に示す押し曲げ処理の流れについて説明する。押し曲げ処理では、押し上げ具９３を所定の高さまで押し上げる工程と戻す工程とを、押し上げ速度を徐々に大きくしながら繰り返す。これらの工程を所定の回数行った後、計測電極部３３が破断されていない場合、押し上げ高さを大きくする。そして、押し上げ具９３を所定の高さまで押し上げる工程と戻す工程とを、押し上げ速度を徐々に大きくしながら繰り返す。このような押し曲げ工程を、計測電極部３３が破断するまで繰り返し行う。
　計測電極部３３の破断処理を行うために、初めに、電極基板１を押し曲げ装置９にセットする（ステップＳ１０１）。押し曲げ前の各部の位置をそれぞれ初期位置と称する。制御部９０は、初期動作として、カウント数ｎをｎ＝１に設定するとともに、押し上げ速度ＶｕをＶｕ＝Ａ１に設定する（ステップＳ１０２）。
　次に、電極基板１の押し曲げを開始する。まず、制御部９０は、電源９４によって、接続用電極部３１間に電圧を負荷し始める。同時に、制御部９０は図１０に示す監視処理を開始する。
　そして、押し上げ具９３を、設定された押し上げ速度Ｖｕ＝Ａ１で、所定の第１高さＨ１まで押し上げる（ステップＳ１０３）。これにより、押し曲げ装置９は、金属線である計測電極部３３の両端の基端部４１が所定の第１距離離間した第１位置まで計測電極部３３を引っ張る。したがって、計測電極部３３が伸びて、破断しやすい状態となる。なお、本実施形態では、第１高さＨ１は図１２に示すように０．８ｍｍである。
　その後すぐに、制御部９０は、押し上げ具９３を、戻し速度Ｖｄ＝Ｂで、初期位置まで引き下げる（ステップＳ１０４）。これにより、電極基板１の各部が初期位置に戻る。その結果、計測電極部３３の各基端部４１同士の間隔が初期状態における間隔に戻る。そして、制御部９０は、押し上げ具９３を、初期位置において所定の時間（本実施形態では５０ｍｓｅｃ）待機させる（ステップＳ１０５）。
　ステップＳ１０３～Ｓ１０５の一連の押し上げ工程、引き戻し工程および待機工程が行われると、制御部９０は、カウント数ｎが予め設定された繰り返し回数Ｎに達したか否かを判断する（ステップＳ１０６）。図１２の例では、繰り返し回数Ｎ＝４回である。
　ステップＳ１０６において、カウント数ｎがｎ＝Ｎに達していないと判断すると、制御部９０は、カウント数ｎをインクリメントした後、押し上げ速度ＶｕをＶｕ＝Ａｎに設定する（ステップＳ１０７）。１回目のステップＳ１０７では、カウント数ｎはｎ＝１からｎ＝２へと更新されるとともに、押し上げ速度Ｖｕは、Ｖｕ＝Ａ１からＶｕ＝Ａ２へと更新される。なお、Ａ２は、Ａ１よりも大きい押し上げ速度である。
　そして、制御部９０は、ステップＳ１０３に戻り、押し上げ具９３を、設定された押し上げ速度Ｖｕ＝Ａ２で、所定の第１高さＨ１まで押し上げる。この２回目のステップＳ１０３における押し上げ速度Ｖｕ＝Ａ２は、以前行った１回目のステップＳ１０３における押し上げ速度Ｖｕ＝Ａ１よりも大きい。すなわち、２回目のステップＳ１０３における基端部４１同士の離間速度は、以前行った１回目のステップＳ１０３における基端部４１同士の離間速度よりも大きい。これにより、１回目のステップＳ１０３と比べて、より計測電極部３３が破断しやすい状態となる。
　その後、引き戻し工程（ステップＳ１０４）および待機工程（ステップＳ１０５）を行った後、再度ステップＳ１０６において、カウント数ｎがｎ＝Ｎに達したか否かを判断する。
　このように、制御部９０は、カウント数ｎがｎ＝Ｎに達するまで、押し上げ工程（ステップＳ１０３）の度にその押し上げ速度Ｖｕを大きくする。押し上げ速度Ｖｕが初めから大きい場合、計測電極部３３に突然大きな引張力がかかり、幅狭部４２において計測電極部３３が細く引き伸ばされずに破断し、破断面が大きくなる。図１３は、大きな押し上げ速度Ｖｕにより１回目の押し上げ工程において計測電極部３３が破断して形成されたナノ電極４８，４９の破断時の様子を示した概略図である。図１３に示すように、この場合、微細な先端部を有するナノ電極４８，４９を得ることができない。
　また、押し上げ速度Ｖｕを十分小さくした場合であっても、計測電極部３３を押し戻すことなく単に引き伸ばした場合、幅狭部４２付近が細く引き伸ばされた後に破断したとしても、ナノ電極４８，４９の微細な先端部の金属原子の状態が安定せず、先端部が基端部側へと引き戻される方向へと変形する虞がある。
　そこで、上述の様に、押し上げ速度Ｖｕを初めはゆっくりとし、押し上げ速度Ｖｕを次第に大きくしつつ、電極基板１の押し上げと引き戻しを繰り返すことにより、計測電極部３３には、引き伸ばしと押し戻しとが繰り返される。これにより、幅狭部４２付近が徐々に引き伸ばされて細くなっていくとともに、押し戻しによって引き伸ばされた部分の金属原子の状態が安定する。そして、その後に、引き伸ばされて細くなった幅狭部４２が破断される。図１４は、押し上げ工程と引き戻し工程とを繰り返した後に計測電極部３３が破断して形成されたナノ電極４８，４９の破断時の様子を示した概略図である。図１４に示すように、この場合、破断面を小さく、かつ、安定した微細な先端部を有するナノ電極４８，４９を得ることができる。
　特に、計測電極部３３を引き伸ばした後、初期位置まで押し戻すことにより、引き伸ばされた部分の金属原子の状態がより安定する。また、初期位置に戻した後に、ステップＳ１０５の待機時間を設けることにより、引き伸ばされた部分の金属原子の状態がさらに安定する。これにより、安定した微細な先端部を有するナノ電極４８，４９を得ることができる。
　なお、押し上げ速度Ｖｕおよび戻し速度Ｖｄは、例えば、１回目の押し上げ速度ＶｕはＡ１＝１０μｍ／ｓｅｃ、２回目の押し上げ速度ＶｕはＡ２＝４０μｍ／ｓｅｃ、３回目の押し上げ速度ＶｕはＡ３＝１００μｍ／ｓｅｃ、４回目の押し上げ速度ＶｕはＡ４＝２００μｍ／ｓｅｃ、戻し速度ＶｄはＢ＝４００μｍ／ｓｅｃとすればよい。このように、２回目以降の押し上げ速度Ｖｕを、直前の押し上げ速度Ｖｕの２倍～４倍とすることが好ましい。これにより、急激に押し上げ速度Ｖｕを大きくすることで計測電極部３３の破断面が大きくなったりナノ電極４８，４９の先端部の状態が不安定となることを抑制しつつ、計測電極部３３の破断処理にかかる時間をなるべく短くできる。
　さて、ステップＳ１０３～Ｓ１０５の押し上げ工程、引き戻し工程および待機工程をＮ回行った後、ステップＳ１０６において、制御部９０は、カウント数ｎがｎ＝Ｎに達したと判断する。すると、制御部９０は、カウント数ｎをｎ＝１にリセットする。また、同時に、押し上げ速度Ｖｕを再びＶｕ＝Ａ１に設定する（ステップＳ１０８）。
　続いて、制御部９０は、押し上げ具９３を、設定された押し上げ速度Ｖｕ＝Ａ１で、所定の第２高さＨ２まで押し上げる（ステップＳ１０９）。これにより、押し曲げ装置９は、計測電極部３３の両端の基端部４１が所定の第２距離離間した第２位置まで計測電極部３３を引っ張る。第２高さＨ２は、第１高さＨ１よりも高い。したがって、第２距離は、第１距離よりも大きい。押し上げ高さを高くすることにより、ステップＳ１０３と比べて計測電極部３３が伸びて、より破断しやすい状態となる。なお、本実施形態では、第２高さＨ２は、図１２に示すように１．０ｍｍである。
　その後、制御部９０は、ステップＳ１０４およびステップＳ１０５と同様に、引き戻し工程（ステップＳ１１０）および待機工程（ステップＳ１１１）を行う。その後、制御部９０は、カウント数ｎが予め設定された繰り返し回数Ｎに達したか否かを判断する（ステップＳ１１２）。図１２の例では、繰り返し回数Ｎ＝４回である。
　ステップＳ１１２において、カウント数ｎがｎ＝Ｎに達していないと判断すると、ステップＳ１０７と同様、制御部９０は、カウント数ｎをインクリメントした後、押し上げ速度ＶｕをＶｕ＝Ａｎに設定する（ステップＳ１１３）。すなわち、１回目のステップＳ１１３では、カウント数ｎはｎ＝１からｎ＝２へと更新されるとともに、押し上げ速度Ｖｕは、Ｖｕ＝Ａ１からＶｕ＝Ａ２へと更新される。なお、Ａ２は、Ａ１よりも大きい押し上げ速度である。
　そして、制御部９０は、ステップＳ１０９に戻り、押し上げ具９３を、設定された押し上げ速度Ｖｕ＝Ａ２で、所定の第２高さＨ２まで押し上げる。続いて、再び引き戻し工程（ステップＳ１１０）および待機工程（ステップＳ１１１）を行う。
　このようにステップＳ１０９～Ｓ１１１の押し上げ工程、引き戻し工程および待機工程をＮ回行った後、ステップＳ１１２において、制御部９０は、カウント数ｎがｎ＝Ｎに達したと判断する。すると、制御部９０は、カウント数ｎをインクリメントせず、カウント数ｎをｎ＝Ｎのままとする。同時に、押し上げ速度ＶｕをＶｕ＝ＡＮの設定のままとする（ステップＳ１１４）。そして、その後は、押し上げ速度ＶｕをＶｕ＝ＡＮとしたまま、ステップＳ１０９～Ｓ１１１の押し上げ工程、引き戻し工程および待機工程を繰り返す。
　本実施形態では、第１高さにおける押し上げ工程をＮ回、第２高さにおける押し上げ工程をＮ回、それぞれ押し上げ速度を大きくしながら行った。そして、その後、第２高さにおける押し上げ工程を同じ押し上げ速度で繰り返した。しかしながら、本発明はこれに限られない。
　本実施形態では、２段階の押し上げ高さにおいて押し上げ工程を行ったが、押し上げ高さを変更しなくてもよいし、３段階以上に押し上げ高さを変更してもよい。また、押し上げ速度を大きくしながら行う押し上げ工程の回数は、押し上げ高さ毎に異なってもよい。
　続いて、図１０および図１１に示す監視処理および終了処理の流れについて説明する。監視処理は、押し曲げ処理の開始と同時に開始される。図１０に示すように、監視処理では、まず、制御部９０は、電流計９５の検出した電流値が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０１）。そして、電流値が閾値以下でない場合、ステップＳ２０１を繰り返す。
　図１２に示すように、押し曲げ処理を行っている間、計測電極部３３が繋がっている間は、電流計９５が検出する電流値は略一定である。押し上げ具９３の押し上げを繰り返すことによって、計測電極部３３が破断してナノ電極４８，４９が形成されると、当該電流値は急に小さくなる。なお、図１２の例では、時刻Ｔ１において、電流値が閾値以下となっている。
　そして、ステップＳ２０１において電流値が閾値以下となったと判断すると、制御部９０は、図９に示す押し曲げ処理を中断するとともに、監視処理を終了する。そして、引き続き、以下の終了処理を行う。具体的には、ステップＳ２０２において、押し上げ具９３による押し上げを中断し（ステップＳ２０２）、初期位置まで引き戻す（ステップＳ２０３）。
　その後、ステップＳ１０４およびステップＳ１１１と同様、待機を行う（ステップＳ２０４）。初期位置へと配置されると、形成されたナノ電極４８，４９は、互いの先端部が接触する。これにより、再び電流計９５の検出する電流値が、計測電極部３３の破断前の電流値と近似した値となる。
　制御部９０は、この時点でのカウント数ｎがＮであるか否かを判断する（ステップＳ２０５）。カウント数ｎがＮでない場合、制御部９０は、カウント数ｎをインクリメントし（ステップＳ２０６）、ステップＳ２０７へと進む。一方、カウント数ｎがＮであると判断すると、カウント数ｎ＝Ｎのまま、ステップＳ２０７へと進む。
　そして、制御部９０は、カウント数ｎとは異なる第２カウント数ｍをｍ＝１に設定するとともに、押し上げ速度ＶｕをＶｕ＝Ａｎに設定する（ステップＳ２０７）。ここで、第２カウント数ｍは、破断後の押し上げ回数を示すパラメータである。すなわち、ステップＳ２０５～ステップＳ２０７において、押し上げ速度Ｖｕが最大の押し上げ速度Ａ４に達していない場合、押し上げ速度Ｖｕを一段階大きくする。
　続いて、図１１に示すように、制御部９０は、押し上げ速度Ｖｕで、押し上げ具９３の押し上げを開始する（ステップＳ２０８）。同時に、制御部９０は、電流計９５の検出した電流値が所定の閾値以下であるか否かを判断する（ステップＳ２０９）。ステップＳ２０９における閾値は、ステップＳ２０１における閾値と同じである。そして、電流値が閾値以下でない場合、ステップＳ２０９を繰り返す。
　押し上げ具９３による電極基板１の押し上げによって、計測電極部３３の基端部４１間の距離が拡がり、形成されたナノ電極４８，４９間に間隙が生じる。これにより、再び電流値が閾値以下となる。すると、ステップＳ２０９において電流値が閾値以下となったと判断し、制御部９０は、押し上げ具９３による押し上げを中断し（ステップＳ２１０）、初期位置まで引き戻し（ステップＳ２１１）、その後待機を行う（ステップＳ２１２）。
　そして、制御部９０は、第２カウント数ｍが予め設定された第２繰り返し回数Ｍに達したか否かを判断する（ステップＳ２１３）。図１２の例では、第２繰り返し回数Ｍは、Ｍ＝２である。
　ステップＳ２１３において第２カウント数ｍが第２繰り返し回数Ｍに達していない場合、ステップＳ２１４へと進み、制御部９０は、カウント数ｎがＮに達したか否かを判断する（ステップＳ２１４）。カウント数ｎがＮに達していないと判断すると、制御部９０は、カウント数ｎをインクリメントし（ステップＳ２１５）、ステップＳ２１６へと進む。一方、カウント数ｎがＮに達していると判断すると、制御部９０は、そのままステップＳ２１６へと進む。
　ステップＳ２１６では、制御部９０は、第２カウント数ｍをインクリメントするとともに、押し上げ速度ＶｕをＶｕ＝Ａｎに設定する。すなわち、ステップＳ２１４～ステップＳ２１６において、押し上げ速度Ｖｕが最大の押し上げ速度Ａ４に達していない場合、押し上げ速度Ｖｕを一段階大きくする。そして、再びステップＳ２０８へと戻る。
　ステップＳ２１３において第２カウント数ｍが第２繰り返し回数Ｍに達していると判断すると、制御部９０は、終了処理を終了する。
　このように、この押し曲げ装置９では、計測電極部３３の基端部４１同士を離間する工程と、初期位置に戻す工程とを繰り返すことにより、計測電極部３３を破断してナノ電極４８，４９を形成する。ここで、図１３および図１４は計測電極部３３の破断時の様子を示した概略図である。図１３および図１４中、押し曲げ処理前の初期位置における計測電極部３３が破線で示されている。
　計測電極部３３の基端部４１同士を突然大きな距離で離間させたり、突然大きな速度で離間させたりした場合、幅狭部４２付近が細く引き伸ばされずに計測電極部３３が破断する。すると、図１３に示すように、破断部であるナノ電極４８，４９の先端部が太く、かつ、凹凸のある破断面となる。さらに、急激に破断した場合、ナノ電極４８，４９の先端部の金属原子の再構成がうまく行われず、先端部が基端部４１側へと引き込まれてナノ電極４８，４９の先端部が丸くなる虞がある。
　図９に示す押し曲げ処理のように、計測電極部３３の基端部４１同士を離間する工程と、初期位置に戻す工程とを繰り返しつつ、離間速度を次第に大きくする。このようにすると、幅狭部４２付近が次第に細く引き伸ばされるとともに、引き戻しによって幅狭部４２付近の金属原子の再構成が行われる。特に、初期位置まで引き戻しを行うことにより、破断時に、ナノ電極４８，４９の先端部が基端部４１側へと引き込まれるのが抑制される。これにより、図１４に示すように、破断部であるナノ電極４８，４９の先端部が細く、かつ、安定的に破断できる。したがって、先端が細く、かつ安定的なナノ電極４８，４９を得ることができる。
　本実施形態では、さらに、初期位置へ引き戻した後、初期位置において待機時間を設けている。これにより、引き伸ばされた後に、幅狭部４２付近の金属原子の再構成がより時間をかけて行われる。これにより、先端部がより安定的なナノ電極４８，４９を得ることができる。
　また、本実施形態では、第１押し上げ高さで複数回押し上げ工程および引き戻し工程を繰り返した後、第１押し上げ高さよりも大きい第２押し上げ高さで押し上げ工程および引き戻し工程を繰り返す。このように、段階的に押し上げ高さを大きくすることにより、計測電極部３３が急激に破断するのを抑制できる。したがって、先端が細く、かつ安定的なナノ電極４８，４９を得ることができる。
　また、本実施形態では、計測電極部３３の破断後にも、計測電極部３３の基端部４１同士を離間する工程と、初期位置に戻す工程とを行っている。これにより、破断直後のナノ電極４８，４９の先端部の金属原子がより安定する。したがって、破断後のナノ電極４８，４９の先端部が基端部４１側へと引き込まれて丸くなることを、より抑制できる。
　＜２．第２実施形態＞
　以下では、第２実施形態に係る電極基板１の切断処理のうち、押し曲げ処理について、図１５および図１６を参照しつつ説明する。図１５は、第２実施形態に係る電極基板１の押し曲げ処理の流れを示したフローチャートである。図１６は、計測電極部３３の破断処理における電極基板１の押し上げ高さの時系列変化の一例を示した図である。なお、本実施形態の押し曲げ処理において、使用する電極基板１および押し曲げ装置９は第１実施形態と同様である。また、監視処理および終了処理についても、第１実施形態と同様である。
　第２実施形態に係る押し曲げ処理では、まず、電極基板１を押し曲げ装置９にセットする（ステップＳ３０１）。そして、制御部９０は、初期動作として、カウント数ｎをｎ＝１に設定するとともに、第１押し上げ速度Ｖｕ１をＶｕ１＝Ａ１に設定する（ステップＳ３０２）。ここで、第１押し上げ速度Ｖｕ１とは、押し上げ具９３を初期位置から所定の第１高さＨ１まで押し上げる速度である。
　次に、制御部９０は、第１実施形態のステップＳ１０３～Ｓ１０５押し上げ具９３を、第１高さＨ１まで押し上げる押し上げ工程（ステップＳ３０３）と、押し上げ具９３を初期位置まで引き戻す引き戻し工程（ステップＳ３０４）と、押し上げ具９３を初期位置において所定時間待機させる待機工程（ステップＳ３０５）とを行う。なお、ステップＳ３０３は、設定された第１押し上げ速度Ｖｕ１＝Ａ１で行われ、ステップＳ３０４は戻し速度Ｖｄ＝Ｂで行われる。
　ステップＳ３０３～Ｓ３０５の一連の押し上げ工程、引き戻し工程および待機工程が行われると、制御部９０は、カウント数ｎが所定の繰り返し回数Ｎに達したか否かを判断する（ステップＳ３０６）。図１６の例では、繰り返し回数Ｎ＝４回である。
　ステップＳ３０６において、カウント数ｎがｎ＝Ｎに達していないと判断すると、制御部９０は、カウント数ｎをインクリメントした後、第１押し上げ速度Ｖｕ１をＶｕ１＝Ａｎに設定する（ステップＳ３０７）。すなわち、制御部９０は、第１押し上げ速度Ｖｕ１を、以前に行った押し上げ工程（ステップＳ３０３）における第１押し上げ速度Ｖｕ１よりも大きい押し上げ速度に設定する。そして、制御部９０は、ステップＳ３０３へと戻る。
　ステップＳ３０６において、カウント数ｎがｎ＝Ｎに達したと判断すると、制御部９０は、カウント数ｎをｎ＝１にリセットする。また、同時に、第１押し上げ速度Ｖｕ１をＶｕ１＝ＡＮのままとし、第２押し上げ速度Ｖｕ２をＶｕ２＝Ａ１に設定する（ステップＳ３０８）。ここで、第２押し上げ速度Ｖｕ２とは、押し上げ具９３を第１高さＨ１から所定の第２高さまで押し上げる速度である。
　続いて、制御部９０は、押し上げ具９３を、設定された第１押し上げ速度Ｖｕ１＝ＡＮで初期位置から第１高さＨ１まで押し上げ、引き続き、設定された第２押し上げ速度Ｖｕ２＝Ａ１で第１高さＨ１から第２高さＨ２まで押し上げる（ステップＳ３０９）。このように、最大の押し上げ速度ＡＮで押し上げを行ったことのある第１高さＨ１までは、最大の押し上げ速度ＡＮで押し上げを行う。これにより、計測電極部３３に無理な負荷がかかって急激に破断するのを抑制しつつ、ステップＳ３０９の押し上げ工程にかかる時間を短縮できる。
　その後、制御部９０は、引き戻し工程（ステップＳ３１０）および待機工程（ステップＳ３１１）を行う。その後、制御部９０は、カウント数ｎが所定の繰り返し回数Ｎに達したか否かを判断する（ステップＳ３１２）。図１６の例では、繰り返し回数Ｎ＝４回である。
　ステップＳ３１２において、カウント数ｎがｎ＝Ｎに達していないと判断すると、制御部９０は、カウント数ｎをインクリメントした後、第２押し上げ速度Ｖｕ２をＶｕ２＝Ａｎに設定する（ステップＳ３１３）。すなわち、第２押し上げ速度Ｖｕ２を以前の第２押し上げ速度Ｖｕ２よりも大きい速度に設定する　そして、制御部９０は、ステップ３０９に戻る。
　一方、ステップＳ３１２において、カウント数ｎがｎ＝Ｎに達したと判断すると、制御部９０は、カウント数ｎをインクリメントせず、カウント数ｎをｎ＝Ｎのままとする。同時に、第１押し上げ速度Ｖｕ１および第２押し上げ速度Ｖｕ２をＶｕ１＝Ｖｕ２＝ＡＮの設定のままとする（ステップＳ３１４）。そして、その後は、第１押し上げ速度Ｖｕ１および第２押し上げ速度Ｖｕ２をＶｕ１＝Ｖｕ２＝ＡＮ、ステップＳ３０９～Ｓ３１１の押し上げ工程、引き戻し工程および待機工程を繰り返す。
　本実施形態のように、押し上げ高さごとに段階的に押し上げ速度を設定してもよい。このようにすれば、計測電極部３３が先細構造以外で急激に破断するのを抑制しつつ、破断処理にかかる時間を短縮できる。
　＜３．変形例＞
　以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
　上記の実施形態では、電極基板の有する金属層が外部から電力が入力される接続用電極間を一対のみ有したが、本発明はこれに限られない。１つの電極基板が、外部から電力が入力される電極を複数対有していてもよい。例えば、第１流路と第２流路との間に電気泳動用の電圧を印加してもよい。
　上記の実施形態では、同じ押し上げ高さにおける繰り返し回数がそれぞれ４回ずつであったが、本発明はこれに限られない。繰り返し回数は、２回、３回、あるいは５回以上であってもよい。また、押し上げ高さごとに、繰り返し回数が異なってもよい。
　また、上記の実施形態では、押し上げ高さが２段階であったが、本発明はこれに限られない。押し上げ高さは最初の押し上げ高さのみの１段階であってもよいし、３段階以上の段階数があってもよい。
　また、上記の実施形態や変形例に登場した各要素を、矛盾が生じない範囲で、適宜に組み合わせてもよい。
　１　電極基板
　９　押し曲げ装置
　１０　制御部
　２０　基板層
　２３　計測流路
　３０　金属層
　３１　接続用電極部
　３２　配線部
　３３　計測電極部
　４１　基端部
　４２　幅狭部
　４８，４９　ナノ電極
　５３　計測流路
　９０　制御部
　９３　押し上げ具
　Ｈ１　第１高さ
　Ｈ２　第２高さ
　Ｖｄ　戻し速度
　Ｖｕ　押し上げ速度

Claims (8)

  1. 　幅狭部を有する金属線を破断して、生体高分子の識別に用いられる電極を作成する電極作成方法であって、
    　ａ)初期位置から、前記金属線の両端の基端部が所定の第１距離離間した第１位置まで前記金属線を引っ張る工程と、
    　ｂ）前記金属線を前記初期位置に戻す工程と、
    を有し、
    　前記工程ａ）および前記工程ｂ）が繰り返し行われ、
    　２回目以降に行われる前記工程ａ）における離間速度は、以前に行った前記工程ａ）における離間速度よりも大きい、電極作成方法。
  2. 　請求項１に記載の電極作成方法であって、
    　ｃ）前記工程ｂ）の後、かつ、次の前記工程ａ）の前に前記金属線を前記初期位置で所定期間待機する工程
    をさらに有し、
    　前記工程ａ）、前記工程ｂ）および前記工程ｃ）が、繰り返し行われる、電極作成方法。
  3. 　請求項１または請求項２に記載の電極作成方法であって、
    　前記金属線は、絶縁性の基板層の上に配置され、
    　前記工程ａ）において、前記幅狭部の直下において前記基板の下面側を押し上げることにより、前記金属線を引っ張る、電極作成方法。
  4. 　請求項１に記載の電極作成方法であって、
    　ｄ）前記初期位置から、前記基端部が所定の第２距離離間した第２位置まで前記金属線を引っ張る工程と、
    　ｅ）前記金属線を前記初期位置に戻す工程と、
    をさらに有し、
    　前記第２距離は、前記第１距離よりも大きく、
    　前記工程ａ）および前記工程ｂ）が複数回行われた後に、前記工程ｄ）および前記工程ｅ）が繰り返し行われる、電極作成方法。
  5. 　請求項２に記載の電極作成方法であって、
    　ｄ）前記初期位置から、前記基端部が所定の第２距離離間した第２位置まで前記金属線を引っ張る工程と、
    　ｅ）前記金属線を前記初期位置に戻す工程と、
    　ｆ）前記工程ｅ）の後、かつ、次の前記工程ｄ）の前に前記金属線を前記初期位置で所定期間待機する工程
    をさらに有し、
    　前記第２距離は、前記第１距離よりも大きく、
    　前記工程ａ）、前記工程ｂ）および前記工程ｃ）が複数回行われた後に、前記工程ｄ）、前記工程ｅ）および前記工程ｆ）が繰り返し行われる、電極作成方法。
  6. 　請求項４または請求項５に記載の電極作成方法であって、
    　２回目以降に行われる前記工程ｄ）における離間速度は、以前に行った前記工程ｄ）における離間速度よりも大きい、電極作成方法。
  7. 　請求項４または請求項５に記載の電極作成方法であって、
    　前記工程ｄ）は、
    　ｄ１）前記金属線を、前記初期位置から前記第１位置まで引っ張る工程と、
    　ｄ２）前記金属線を、前記第１位置から前記第２位置まで引っ張る工程と、
    を含み、
    　前記工程ｄ１）における離間速度は、前記工程ａ）における最大の離間速度であり、
    　１回目の前記工程ｄ２）における離間速度は、１回目の前記工程ａ）における離間速度と同じであり、
    　２回目以降に行われる前記工程ｄ２）における離間速度は、以前に行った前記工程ｄ２）における離間速度よりも大きい、電極作成方法。
  8. 　請求項４ないし請求項７のいずれかに記載の電極作成方法であって、
    　前記金属線は、絶縁性の基板層の上に配置され、
    　前記工程ａ）および前記工程ｄ）において、前記幅狭部の直下において前記基板の下面側を押し上げることにより、前記金属線を引っ張る、電極作成方法。
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