WO2021152954A1 - ポアデバイスおよび微粒子測定システム - Google Patents

ポアデバイスおよび微粒子測定システム Download PDF

Info

Publication number
WO2021152954A1
WO2021152954A1 PCT/JP2020/041932 JP2020041932W WO2021152954A1 WO 2021152954 A1 WO2021152954 A1 WO 2021152954A1 JP 2020041932 W JP2020041932 W JP 2020041932W WO 2021152954 A1 WO2021152954 A1 WO 2021152954A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
pore
layer
chip
pore device
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/041932
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
今井　康晴
信栄 鷲津
武晃 高田
Original Assignee
株式会社アドバンテスト
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 株式会社アドバンテスト filed Critical 株式会社アドバンテスト
Publication of WO2021152954A1 publication Critical patent/WO2021152954A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/10—Investigating individual particles
    • G01N15/1031—Investigating individual particles by measuring electrical or magnetic effects
    • G01N15/12—Investigating individual particles by measuring electrical or magnetic effects by observing changes in resistance or impedance across apertures when traversed by individual particles, e.g. by using the Coulter principle
    • 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

Definitions

  • This disclosure relates to measurement using a pore device.
  • a particle size distribution measurement method called the electrical detection band method (Coulter principle) is known.
  • an electrolytic solution containing particles is passed through pores called nanopores.
  • the electrolyte in the pores is reduced by an amount corresponding to the volume of the particles, increasing the electrical resistance of the pores. Therefore, by measuring the electrical resistance of the pores, the volume of the passing particles can be measured when the thickness of the pores is larger than that of the particles, and when the thickness of the pores is sufficiently smaller than that of the particles.
  • the cross-sectional area (ie, particle size) of the passing particles can be measured.
  • FIG. 1 is a block diagram of a fine particle measurement system 1R using an electrical detection band method.
  • the fine particle measurement system 1R includes a pore device 100, a measurement device 200R, and a data processing device 300.
  • the inside of the pore device 100 is filled with the electrolytic solution 2 containing the particles 4 to be detected.
  • the inside of the pore device 100 is separated into two spaces by a pore chip 102, and electrodes 106 and 108 are provided in the two spaces.
  • electrodes 106 and 108 are provided in the two spaces.
  • the measuring device 200R generates a potential difference between the electrode pairs 106 and 108 and acquires information having a correlation with the resistance value Rp between the electrode pairs.
  • the measuring device 200R includes a transimpedance amplifier 210, a voltage source 220, and a digitizer 230.
  • the voltage source 220 generates a potential difference Vb between the electrode pairs 106 and 108. This potential difference Vb serves as a driving source for electrophoresis and a bias signal for measuring the resistance value Rp.
  • Is Vb / Rp ... (1)
  • the transimpedance amplifier 210 converts the minute current Is into a voltage signal Vs.
  • Vs -r x Is ... (2)
  • the digitizer 230 converts the voltage signal Vs into digital data Ds. In this way, the measuring device 200R can obtain a voltage signal Vs that is inversely proportional to the resistance value Rp of the pore 104.
  • FIG. 2 is a waveform diagram of an exemplary minute current Is measured by the measuring device 200R.
  • the vertical and horizontal axes of the waveform charts and time charts referred to in the present specification are appropriately enlarged or reduced for easy understanding, and each waveform shown is also simplified for easy understanding. It is made, or exaggerated or emphasized.
  • the resistance value Rp of the pores 104 increases for a short period of time through which the particles pass. Therefore, the current Is decreases in a pulse shape each time the particles pass through. The amplitude of the individual pulse currents correlates with the particle size.
  • the data processing device 300 processes the digital data Ds and analyzes the number of particles 4 and the particle size distribution contained in the electrolytic solution 2.
  • FIG. 3 (a) to 3 (b) are cross-sectional views of the pore device examined by the present inventors.
  • the pore device 100R of FIG. 3A is provided with two electrodes E1 and E2 corresponding to electrode pairs 106 and 108.
  • the electrodes E1 and E2 are an electrode rod or an electrode plate, one electrode E1 is inserted into the space above the pore tip 102, and the other electrode E2 is inserted into the space below the pore tip 102.
  • the positional deviation of the electrodes E1 and E2 can cause a measurement error. Further, since the electrodes E1 and E2 are in direct contact with the electrolyte solution, corrosion and deterioration are unavoidable, and the electrodes need to be replaced frequently, which increases the cost of the apparatus.
  • electrodes E3 and E4 corresponding to electrode pairs 106 and 108 are formed directly on the front surface and the back surface of the pore chip 102.
  • the electrodes E3 and E4 can be inexpensively formed by the semiconductor manufacturing process, and the electrodes E3 and E4 can be disposable together with the pore device 100S.
  • the thickness of the pore chip 102 is as thin as several hundred ⁇ m to several mm, in the structure of FIG. 3B, the parasitic capacitance between the electrodes E3 and E4 becomes large, and the response speed of the measuring instrument decreases. The problem arises.
  • This disclosure was made in such a situation, and one of the exemplary purposes of that aspect is to provide a pore device that is easy to manufacture and has low operating costs.
  • FIG. 3 (a) to 3 (b) are cross-sectional views of the pore device examined by the present inventors. It is sectional drawing which shows the basic structure of the pore device which concerns on Embodiment 1.
  • FIG. It is external perspective view of the pore device which concerns on Example 1.
  • FIG. 6 (a) and 6 (b) are exploded perspective views of the pore device according to the first embodiment. It is sectional drawing of a pore chip. It is sectional drawing which shows the basic structure of the pore device which concerns on Embodiment 2.
  • FIG. It is an exploded perspective view of the pore device which concerns on Example 2.
  • FIG. It is sectional drawing which shows the basic structure of the pore device which concerns on Embodiment 3.
  • FIG. It is external perspective view of the pore device which concerns on Example 3.
  • FIG. It is an exploded perspective view of the pore device which concerns on Example 3.
  • FIG. It is a figure which shows the interface socket which accommodates the pore device of FIG.
  • the pore device includes a pore chip having pores and a chip case for accommodating the pore chip.
  • the chip case has a laminated structure including an insulating film in which a first electrode and a second electrode are formed on the surface thereof, and a first layer and a second layer that sandwich the pore chip. Inside the first layer, a first space continuous with the pores of the pore chip is formed, inside the second layer, a second space continuous with the pores of the pore chip is formed, and the chip case has a first space.
  • a first flow path communicating from one space to one end of the first electrode and a second flow path communicating from the second space to one end of the second electrode are formed, and a contact portion of the first electrode and a contact portion of the second electrode are formed. Is exposed to the outside.
  • a mechanical structure such as a flow path, a space, and a recess for accommodating a pore chip is formed in the first layer and the second layer.
  • the electrode is the first layer having a mechanical structure. It is formed on a dedicated insulating film instead of the second layer or the second layer. That is, since the process of forming the electrode and the process of forming the mechanical structure can be separated, the manufacturing can be facilitated and the cost can be reduced.
  • one end of the first electrode and the second electrode may be formed of the first material, and the contact portion of the first electrode and the second electrode may be formed of a second material different from the first material.
  • the first material as a material capable of preventing corrosion of the probe and the second material as a material in which the equivalent contact resistance with the electrolyte solution is reduced, the life of the probe is extended and the measurement accuracy is improved. be able to.
  • the first material may be Ag / AgCl.
  • the second material may contain any of Au, Ag and Pt.
  • the first layer and the second layer may be made of different materials from the insulating film.
  • a material suitable for forming a mechanical structure can be selected, and for the insulating film, a material suitable for forming an electrode can be used.
  • the first electrode and the second electrode may be formed by printing. This makes it possible to reduce the cost of electrode formation.
  • the insulating film may be provided above the first and second layers.
  • the insulating film may be provided on the bottom layer of the laminated structure.
  • the "state in which the member A is connected to the member B” means that the member A and the member B are physically directly connected, and that the member A and the member B are electrically connected to each other. It also includes the case of being indirectly connected via other members, which does not substantially affect the connection state, or does not impair the functions and effects performed by the combination thereof.
  • a state in which the member C is provided between the member A and the member B means that the member A and the member C, or the member B and the member C are directly connected, and their electricity. It also includes the case of being indirectly connected via other members, which does not substantially affect the connection state, or does not impair the functions and effects produced by the combination thereof.
  • each member described in the drawing may be appropriately enlarged or reduced for ease of understanding.
  • the dimensions of the plurality of members do not necessarily represent the magnitude relationship between them, and even if one member A is drawn thicker than another member B on the drawing, the member A is the member B. It can be thinner than.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a basic configuration of the pore device 400 according to the first embodiment.
  • the pore device 400 includes a pore chip 600 and a chip case 500 that houses the pore chip 600.
  • the pore chip 600 has pores 602. Of the pore chips 600, those having pore diameters on the nano-order are called nanopore chips.
  • the pore device 400 according to the embodiment is particularly suitable for combination with a nanopore chip, but can be applied without being limited to the diameter of the pores.
  • a pore device having a nanopore chip is particularly referred to as a nanopore device.
  • the chip case 500 has a laminated structure, and includes a first layer 510, a second layer 520, a third layer 530, a fourth layer 540, and an insulating film (also referred to as an insulating sheet) 550.
  • the first layer 510 to the fourth layer 540 can be composed of any one of resin-based materials such as acrylic, PDMS (polydimethylsiloxane), COP (cycloolefin polymer), PET (polyethylene terephthalate), or a combination thereof. ..
  • the first electrode 410 and the second electrode 420 are formed on the surface of the insulating film 550.
  • the pore chip 600 is sandwiched between the first layer 510 and the second layer 520.
  • a first space 512 continuous with the pores 602 of the pore chip 600 is formed inside the first layer 510. Inside the second layer 520, a second space 522 continuous with the pores 602 of the pore chip 600 is formed.
  • the chip case 500 is formed with a first flow path 560 communicating from the first space 512 to one end 412 of the first electrode 410 and a second flow path 570 communicating from the second space 522 to one end 422 of the second electrode 420. Will be done.
  • the routes of the first flow path 560 and the second flow path 570 are not particularly limited, and are formed across some of the first layer 510 to the fourth layer 540.
  • the first flow path 560 and the second flow path 570 may be grooves formed on the surfaces of the first layer 510 to the fourth layer 540, respectively.
  • the contact portion 414 of the first electrode 410 and the contact portion 424 of the second electrode 420 are exposed to the outside for the contact of the probe.
  • the fourth layer 540 is provided with cutouts 542 and 544 to expose the contact portions 414 and 424.
  • the fourth layer 540 is provided with openings 546 and 548 at locations that overlap the infiltration portion 412 and the infiltration portion 422.
  • the infiltrated portions 421 and 422 of the first electrode 410 and the second electrode 420 infiltrate the electrolyte solution containing particles in use. Therefore, the infiltrated portions 421 and 422 are formed of a metal material such as Ag / AgCl (silver / silver chloride) that can maintain an equilibrium state.
  • the contact portions 414 and 424 do not infiltrate the electrolyte solution, they can be formed of a metal material different from the infiltrated portions 421 and 422.
  • a metal material suitable for probe contact such as Au (gold), Ag (silver), and platinum (Pt) may be used.
  • the chip case 500 includes a third flow path 562 communicating from the first space 512 to the opening 563 on the device surface, and a fourth flow path 572 communicating from the second space 522 to the opening 573 on the device surface.
  • one of the openings 546 and 563 serves as an injection port for the electrolyte solution, and the electrolyte solution is injected into the first space 512 via one of the first flow path 560 and the third flow path 562. Further, the other of the first flow path 560 and the third flow path 562 functions as an air vent.
  • one of the openings 548 and 573 serves as an injection port for the electrolyte solution, and the electrolyte solution is injected into the second space 522 via one of the second flow path 570 and the fourth flow path 572. Further, the other of the second flow path 570 and the fourth flow path 572 functions as an air vent.
  • the probe After filling the first space 512 and the second space 522 with the electrolyte solution, the probe is applied to the contact portion 414 of the first electrode 410 and the contact portion 424 of the second electrode 420.
  • the advantages of the pore device 400 will be explained.
  • the parasitic capacitance between the first electrode 410 and the second electrode 420 can be significantly reduced as compared with the pore device 100S of FIG. 3 (b).
  • a pogo pin is used as a probe, in which the surface of brass or brass (copper (Cu), zinc (Zn)) is plated with nickel (Ni) and then plated with gold (Au).
  • Cu, Zn, and Ni are all metals that are easily corroded by oxygen and chlorine, and even Au, which has high corrosion resistance, easily produces chloride in a chlorine-based solution.
  • the contact probe comes into contact with the contact portions 414 and 424 of the first electrode 410 and the second electrode 420, and does not come into direct contact with the electrolyte solution, so that the life of the probe is extended. Can be extended.
  • the contact portions 414 and 424 are formed of a metal material suitable for contact with the probe, and the infiltrated portions 412 and 422 are equivalent contacts with the electrolyte solution. It was made of a metal material with low resistance. The advantages of this will be explained.
  • the entire first electrode 410 and second electrode 420 are formed of Au, Ag, Pt, etc. suitable for contact with the probe, the metal such as Au, Ag, Pt is equivalent to the electrolyte solution. Contact resistance becomes large, and measurement error becomes large. On the contrary, when the entire first electrode 410 and the second electrode 420 are formed of Ag / AgCl, there arises a problem that the probe corrodes when the probe comes into contact with chlorine of AgCl.
  • the first electrode 410 and the second electrode 420 are formed on the insulating film 550. Since the first layer 510 to the fourth layer 540 have many grooves and openings, when trying to form electrodes on them, it is necessary to design a three-dimensional process in consideration of the shape of the package and the step, which is a factor of cost increase. It becomes. On the other hand, in the embodiment, the process of forming the flow path or groove from the first layer 510 to the fourth layer 540 and the process of forming the electrode on the flat insulating film 550 are completely separated. It is possible to reduce the manufacturing cost, and / or the effect of reducing the assembly cost and shortening the construction period can be obtained.
  • the insulating film 550 it is preferable to use a film (sheet) such as PET (polyethylene terephthalate) or glass that can withstand electrode formation.
  • sheet such as PET (polyethylene terephthalate) or glass that can withstand electrode formation.
  • the method for forming the first electrode 410 and the second electrode 420 is not particularly limited, but the first electrode 410 and the second electrode 420 can be formed, for example, by printing a conductive ink (metal nano ink). As a result, the cost of the pore device 400 can be further reduced.
  • FIG. 5 is an external perspective view of the pore device 400A according to the first embodiment.
  • the pore device 400A has a chip case 500 having a laminated structure of a fourth layer 540, an insulating film 550, a first layer 510, a second layer 520, and a third layer 530. Since the pore chip 600 is housed inside the chip case 500, it cannot be seen from the outside.
  • FIG. 6 (a) and 6 (b) are exploded perspective views of the pore device 400A according to the first embodiment.
  • FIG. 6A is a perspective view seen from above
  • FIG. 6B is a perspective view seen from below.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the pore chip 600.
  • the pore chip 600 includes a film 614 and a substrate 616.
  • the film 614 is made of silicon nitride (Si 3 N 4 ) or the like, and pores 602 are formed by drilling.
  • the diameter ⁇ 1 of the pores 602 is on the order of several nanometers to microns, which is larger than the diameter of the particles contained in the sample to be measured.
  • the thickness of the film 614 is about 20 to 50 nm, which is preferably smaller than the diameter of the particles. To reinforce such a thin film 614, the film 614 is formed on the substrate 616.
  • a semiconductor material such as silicon (Si) or an insulator such as glass can be selected, and the thickness thereof can be about 500 ⁇ m. Silicon may be formed by crystal growth on silicon dioxide (SiO 2). Immediately below the pores 602, the base material 616 is open. Opening diameter phi 2 of the substrate 616 is sufficiently larger than the diameter phi 1 of the pores can be several hundred ⁇ m approximately (e.g. 200 ⁇ 300 [mu] m). But not limited to, on the SiO 2, is grown S i, in terms of the formation of the Si 3 N 4 film thereon, opened by etching the substrate 616 from the back side, also the film 614 is open May be good.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a basic configuration of the pore device 400B according to the second embodiment.
  • the pore device 400B includes a pore chip 600 and a chip case 500B.
  • the third electrode 430 and the fourth electrode 440 are formed on the insulating film 550.
  • the contact portions 434 and 444 of the third electrode 430 and the fourth electrode 440 are exposed to the outside for probe contact. Further, the third flow path 562 communicates with the first space 512 and the infiltrated portion 432 of the third electrode 430. Further, the fourth flow path 572 communicates with the second space 522 and the infiltrated portion 442 of the fourth electrode 440.
  • two electrodes are provided for each of the first space 512 and the second space 522.
  • the method of using the two electrodes is not particularly limited, but for example, the two electrodes may be connected in common. As a result, the electrode and the electrolyte solution come into contact at two points, so that the effective contact resistance can be further reduced. Alternatively, one of the two electrodes may be used for force and the other for sense. By these usages, the accuracy of fine particle measurement can be improved.
  • FIG. 9 is an external perspective view of the pore device 400B according to the second embodiment.
  • the pore device 400B has a chip case 500B having a laminated structure of a fourth layer 540, an insulating film 550, a first layer 510, a second layer 520, and a third layer 530. Since the pore chip 600 is housed inside the chip case 500, it cannot be seen from the outside.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view of the pore device 400B according to the second embodiment.
  • the insulating film 550 is inserted above the first layer 510, but this is not the case.
  • the insulating film 550 is provided on the bottom layer.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing the basic configuration of the pore device 700 according to the third embodiment.
  • the pore device 700 includes a pore chip 600 and a chip case 800 that houses the pore chip 600.
  • the chip case 800 has a laminated structure including a first layer 810, a second layer 820, a third layer 830, and an insulating film 850.
  • the pore chip 600 is sandwiched between the first layer 810 and the second layer 820.
  • the insulating film 850 is provided on the lowermost layer of the laminated structure, and the first electrode 710 and the second electrode 720 are formed on the upper surface of the insulating film 850.
  • the first layer 810 to the third layer 830 are provided with cutouts 842 and 844 at a portion overlapping the contact portion 714 of the first electrode 710 and the contact portion 724 of the second electrode 720, and the contact portion 714, 724 is exposed to the outside.
  • the infiltrated portion 712 of the first electrode 710 is connected to the first space 812 via the first flow path 860.
  • the infiltrated portion 722 of the second electrode 720 is connected to the second space 822 via the second flow path 870.
  • first space 812 and the first flow path 860 are connected to the opening 846 provided on the upper surface of the chip case 800.
  • the second space 822 and the second flow path 870 are connected to an opening 848 provided on the upper surface of the chip case 800.
  • first space 812 communicates with the opening 863 provided on the upper surface of the chip case 800 via the third flow path 862
  • the second space 822 communicates with the chip case 800 via the fourth flow path 872. It communicates with the opening 873 provided on the upper surface.
  • One of the openings 846 and 863 is an inlet for the electrolyte solution, and the other is an air vent hole.
  • One of the openings 848 and 873 is an inlet for the electrolyte solution, and the other is an air vent hole.
  • the above is the configuration of the pore device 700 according to the third embodiment. According to this pore device 700, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.
  • FIG. 12 is an external perspective view of the pore device 700A according to the third embodiment.
  • the pore device 700A has a chip case 800 which is a laminated structure of a first layer 810, a second layer 820, a third layer 830, and an insulating film 850. Since the pore chip 600 is housed inside the chip case 800, it cannot be seen from the outside.
  • the notches 842 and 844 in FIG. 11 are formed as one continuous notch 845.
  • FIG. 13 is an exploded perspective view of the pore device 700A according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a diagram showing an interface socket 900 accommodating the pore device 400A of FIG.
  • the interface socket 900 includes a container 910 and an upper lid 920.
  • the container 910 has a space 912 for accommodating the pore device 400A.
  • the upper lid 920 is provided with contact probes P1 and P2 capable of contacting the contact portions of the first electrode 410 and the second electrode 420 of the pore device 400A.
  • the contact probes P1 and P2 are connected to SMA (Sub Miniature Type A) and hollow coaxial connectors 922 and 924. Pogo pins may be used as the contact probes P1 and P2.
  • the connectors 922 and 924 are connected to the measuring device main body (200R in FIG. 1).
  • the upper lid 920 is provided with an opening for injecting the electrolyte solution or the sample to be measured, but this is omitted in FIG.
  • the first electrode 710 and the second electrode 720 are formed on the upper surface of the insulating film 850, but the present invention is not limited to this, and the first electrode 710 and the second electrode 720 may be formed on the bottom surface of the insulating film 850. good.
  • the laminated structure of the chip case includes a plurality of insulating films, and one or a plurality of electrodes may be formed on each of the plurality of insulating films. Even in this case, the layer forming the electrode and the layer forming the mechanical structure such as the flow path can be separated, and the advantage of reducing the manufacturing cost can be enjoyed.
  • the structure may be a combination of the first embodiment and the third embodiment. That is, a laminated structure including both the upper insulating film (550 in FIG. 5) and the lower insulating film (850 in FIG. 12) is created, the first electrode is formed on one insulating film, and the other insulating film is formed. A second electrode may be formed on the surface.
  • the electrode formed on the lower insulating film may be formed on the bottom surface side.
  • the first electrode and the second electrode may be formed by hand-coating a conductive ink (metal nanoink), or may be formed by vapor deposition, sputtering, plating, or the like.
  • This disclosure relates to measurement using a pore device.
  • Fine particle measurement system Electrolyte 4 Particle 100 Pore device 200 Measuring device 210 Transimpedance amplifier 220 Voltage source 230 Digitizer 300 Data processing device 400 Pore device 410 1st electrode 412 Infiltration part 414 Contact part 420 2nd electrode 422 Infiltration part 424 Contact Part 430 Third electrode 432 Infiltrated part 434 Contact part 440 Fourth electrode 442 Infiltrated part 444 Contact part 500 Chip case 510 First layer 512 First space 520 Second layer 522 Second space 530 Third layer 540 Fourth layer 542 544 Notch 546,548 Opening 550 Insulation film 560 1st flow path 562 3rd flow path 570 2nd flow path 572 4th flow path 600 Pore chip 602 Pore 700 Pore device 710 1st electrode 712 Infiltration part 714 Contact part 720th 2 Electrodes 722 Infiltrated part 724 Contact part 800 Chip case 810 1st layer 812 1st space 820 2nd layer 822 2nd space 830 3rd layer 842,

Abstract

ポアチップ（６００）は、チップケース（５００）に収容される。チップケース（５００）は、その表面に第１電極（４１０）と第２電極（４２０）が形成される絶縁フィルム（５５０）と、ポアチップ（６００）を挟み込む第１層（５１０）および第２層（５２０）と、を含む積層構造を有する。チップケース（５００）には、第１空間（５１２）から第１電極（４１０）の一端に連通する第１流路（５６０）と、第２空間（５２２）から第２電極（４２０）の一端に連通する第２流路（５７０）が形成される。第１電極（４１０）のコンタクト部分（４１４）と第２電極（４２０）のコンタクト部分（４２４）は外部に露出している。

Description

ポアデバイスおよび微粒子測定システム
　本開示は、ポアデバイスを用いた計測に関する。
　電気的検知帯法（コールター原理）と呼ばれる粒度分布測定法が知られている。この測定法では、粒子を含む電解液を、ナノポアと称される細孔を通過させる。粒子が細孔を通過するとき、細孔中の電解液は粒子の体積に相当する量だけ減少し、細孔の電気抵抗を増加させる。したがって細孔の電気抵抗を測定することで、粒子より細孔の厚みの方が大きい場合には通過する粒子の体積を測定することができ、粒子より細孔の厚みの方が十分に小さい場合、通過している粒子の断面積（すなわち粒径）を測定することができる。
　図１は、電気的検知帯法を用いた微粒子測定システム１Ｒのブロック図である。微粒子測定システム１Ｒは、ポアデバイス１００、計測装置２００Ｒおよびデータ処理装置３００を備える。
　ポアデバイス１００の内部は、検出対象の粒子４を含む電解液２が満たされる。ポアデバイス１００の内部は、ポアチップ１０２によって２つの空間に隔てられており、２つの空間には電極１０６と電極１０８が設けられる。電極１０６と電極１０８の間に電位差を発生させると、電極間にイオン電流が流れ、また電気泳動によって粒子４が細孔１０４を経由して、一方の空間から他方の空間に移動する。
　計測装置２００Ｒは、電極対１０６，１０８の間に電位差を発生させるとともに、電極対の間の抵抗値Ｒｐと相関を有する情報を取得する。計測装置２００Ｒは、トランスインピーダンスアンプ２１０、電圧源２２０、デジタイザ２３０を含む。電圧源２２０は電極対１０６，１０８の間に電位差Ｖｂを発生させる。この電位差Ｖｂは、電気泳動の駆動源であるとともに、抵抗値Ｒｐを測定するためのバイアス信号となる。
　電極対１０６，１０８の間には、細孔１０４の抵抗に反比例する微小電流Ｉｓが流れる。
　Ｉｓ＝Ｖｂ／Ｒｐ　　…（１）
　トランスインピーダンスアンプ２１０は、微小電流Ｉｓを電圧信号Ｖｓに変換する。変換ゲインをｒとするとき、以下の式が成り立つ。
　Ｖｓ＝－ｒ×Ｉｓ　　…（２）
　式（１）を式（２）に代入すると、式（３）が得られる。
　Ｖｓ＝－Ｖｂ×ｒ／Ｒｐ　　…（３）
　デジタイザ２３０は、電圧信号ＶｓをデジタルデータＤｓに変換する。このように計測装置２００Ｒにより、細孔１０４の抵抗値Ｒｐに反比例する電圧信号Ｖｓを得ることができる。
　図２は、計測装置２００Ｒにより測定される例示的な微小電流Ｉｓの波形図である。なお本明細書において参照する波形図やタイムチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化され、あるいは誇張もしくは強調されている。
　粒子が通過する短い期間、細孔１０４の抵抗値Ｒｐが増大する。したがって、粒子が通過するごとに電流Ｉｓはパルス状に減少する。個々のパルス電流の振幅は、粒径と相関を有する。データ処理装置３００は、デジタルデータＤｓを処理し、電解液２に含まれる粒子４の個数や粒径分布などを解析する。
特開２００７－５１９６４号公報 特開２０１８－１１５３２号公報 特開２０１６－１０６５６３号公報
　図３（ａ）～（ｂ）は、本発明者らが検討したポアデバイスの断面図である。図３（ａ）のポアデバイス１００Ｒには、電極対１０６，１０８に相当する２本の電極Ｅ１，Ｅ２が設けられる。電極Ｅ１，Ｅ２は、電極棒や電極板であり、一方の電極Ｅ１は、ポアチップ１０２の上側の空間に挿入され、他方の電極Ｅ２は、ポアチップ１０２の下側の空間に挿入される。
　図３（ａ）の構造では、電極Ｅ１，Ｅ２の位置ズレが測定誤差の原因となりうる。また、電極Ｅ１，Ｅ２は、電解質溶液と直接接触するため、腐食・劣化が避けられず、頻繁に交換する必要があることから、装置のコストが高くなる。
　図３（ｂ）のポアデバイス１００Ｓにおいて、電極対１０６，１０８に相当する電極Ｅ３，Ｅ４が、ポアチップ１０２の表面と裏面の上に直接形成される。この場合、電極Ｅ３，Ｅ４は、半導体製造プロセスにより安価に形成することができ、電極Ｅ３，Ｅ４は、ポアデバイス１００Ｓとともに使い捨てが可能である。一方でポアチップ１０２の厚みは、数百μｍ～数ｍｍのオーダーと薄いため、図３（ｂ）の構造では、電極Ｅ３，Ｅ４の間の寄生容量が大きくなり、測定器の応答速度が低下するという問題が生ずる。
　本開示は係る状況においてなされたものであり、そのある態様の例示的な目的のひとつは、製造が容易であり、運用コストが安いポアデバイスの提供にある。
　なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本開示の構成要素や表現を、方法、装置などの間で相互に置換したものもまた、本開示の態様として有効である。
　本開示のある態様によれば、運用コストが安いポアデバイスを提供できる。
電気的検知帯法を用いた微粒子測定システムのブロック図である。 計測装置により測定される例示的な微小電流Ｉｓの波形図である。 図３（ａ）～（ｂ）は、本発明者らが検討したポアデバイスの断面図である。 実施の形態１に係るポアデバイスの基本構成を示す断面図である。 実施例１に係るポアデバイスの外観斜視図である。 図６（ａ）、（ｂ）は、実施例１に係るポアデバイスの分解斜視図である。 ポアチップの断面図である。 実施の形態２に係るポアデバイスの基本構成を示す断面図である。 実施例２に係るポアデバイスの外観斜視図である。 実施例２に係るポアデバイスの分解斜視図である。 実施の形態３に係るポアデバイスの基本構成を示す断面図である。 実施例３に係るポアデバイスの外観斜視図である。 実施例３に係るポアデバイスの分解斜視図である。 図５のポアデバイスを収容するインタフェースソケットを示す図である。
（実施形態の概要）
　本開示のいくつかの例示的な実施形態の概要を説明する。この概要は、後述する詳細な説明の前置きとして、実施形態の基本的な理解を目的として、１つまたは複数の実施形態のいくつかの概念を簡略化して説明するものであり、発明あるいは開示の広さを限定するものではない。またこの概要は、考えられるすべての実施形態の包括的な概要ではなく、実施形態の欠くべからざる構成要素を限定するものではない。便宜上、「一実施形態」は、本明細書に開示するひとつの実施形態（実施例や変形例）または複数の実施形態（実施例や変形例）を指すものとして用いる場合がある。
　一実施形態に係るポアデバイスは、細孔を有するポアチップと、ポアチップを収容するチップケースと、を備える。チップケースは、その表面に第１電極と第２電極が形成される絶縁フィルムと、ポアチップを挟み込む第１層および第２層と、を含む積層構造を有する。第１層の内部には、ポアチップの細孔と連続する第１空間が形成され、第２層の内部には、ポアチップの細孔と連続する第２空間が形成され、チップケースには、第１空間から第１電極の一端に連通する第１流路と、第２空間から第２電極の一端に連通する第２流路が形成され、第１電極のコンタクト部分と第２電極のコンタクト部分が外部に露出している。
　第１層や第２層には、流路や空間、ポアチップを収容する凹部などの機械的構造（微細構造）が形成されるところ、この構成では、電極は、機械的構造を有する第１層や第２層ではなく、専用の絶縁フィルムに形成される。つまり、電極を形成するプロセスと、機械的構造を形成するプロセスを分離することができるため、製造が容易となり、コストを下げることができる。
　一実施形態において、第１電極および第２電極の一端は、第１材料で形成され、第１電極および第２電極のコンタクト部分は、第１材料と異なる第２材料で形成されてもよい。第１材料を、プローブの腐食を防止できる材料とし、第２材料を、電解質溶液との間の等価的な接触抵抗が小さくなる材料とすることにより、プローブの寿命を延ばしつつ、測定精度を高めることができる。
　一実施形態において、第１材料は、Ａｇ／ＡｇＣｌであってもよい。第２材料は、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔのいずれかを含んでもよい。
　一実施形態において、第１層および第２層は、絶縁フィルムと材料が異なってもよい。第１層および第２層は、機械的構造の形成に適した材料を選び、絶縁フィルムは、電極形成に適した材料とすることができる。
　一実施形態において、第１電極および第２電極は印刷により形成されてもよい。これにより電極形成のコストを下げることができる。
　一実施形態において、絶縁フィルムは、第１層および第２層より上側に設けられてもよい。絶縁フィルムは、積層構造の最下層に設けられてもよい。
（実施形態）
　以下、本開示を、好適な実施の形態をもとに図面を参照しながら説明する。各図面に示される同一または同等の構成要素、部材、処理には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、実施の形態は、発明を限定するものではなく例示であって、実施の形態に記述されるすべての特徴やその組み合わせは、必ずしも発明の本質的なものであるとは限らない。
　本明細書において、「部材Ａが、部材Ｂと接続された状態」とは、部材Ａと部材Ｂが物理的に直接的に接続される場合のほか、部材Ａと部材Ｂが、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
　同様に、「部材Ｃが、部材Ａと部材Ｂの間に設けられた状態」とは、部材Ａと部材Ｃ、あるいは部材Ｂと部材Ｃが直接的に接続される場合のほか、それらの電気的な接続状態に実質的な影響を及ぼさない、あるいはそれらの結合により奏される機能や効果を損なわせない、その他の部材を介して間接的に接続される場合も含む。
　また図面に記載される各部材の寸法（厚み、長さ、幅など）は、理解の容易化のために適宜、拡大縮小されている場合がある。さらには複数の部材の寸法は、必ずしもそれらの大小関係を表しているとは限らず、図面上で、ある部材Ａが、別の部材Ｂよりも厚く描かれていても、部材Ａが部材Ｂよりも薄いこともあり得る。
（実施の形態１）
　図４は、実施の形態１に係るポアデバイス４００の基本構成を示す断面図である。ポアデバイス４００は、ポアチップ６００と、ポアチップ６００を収容するチップケース５００を備える。
　ポアチップ６００は、細孔６０２を有する。ポアチップ６００のうち、細孔の径がナノオーダーのものをナノポアチップと称する。実施の形態に係るポアデバイス４００は、特にナノポアチップとの組み合わせに好適であるが、細孔の径に限定されずに適用可能である。なお、ナノポアチップを有するポアデバイスを特にナノポアデバイスと称する。
　チップケース５００は積層構造を有しており、第１層５１０、第２層５２０、第３層５３０、第４層５４０、絶縁フィルム（絶縁シートともいう）５５０を備える。第１層５１０～第４層５４０は、アクリル、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）などの樹脂系材料のいずれか、あるいはそれらの組み合わせなどで構成できる。
　絶縁フィルム５５０の表面には、第１電極４１０および第２電極４２０が形成される。ポアチップ６００は、第１層５１０および第２層５２０によって挟まれている。
　第１層５１０の内部には、ポアチップ６００の細孔６０２と連続する第１空間５１２が形成される。第２層５２０の内部には、ポアチップ６００の細孔６０２と連続する第２空間５２２が形成される。
　チップケース５００には、第１空間５１２から第１電極４１０の一端４１２に連通する第１流路５６０と、第２空間５２２から第２電極４２０の一端４２２に連通する第２流路５７０が形成される。
　第１流路５６０および第２流路５７０の経路は特に限定されず、第１層５１０～第４層５４０のいくつかに跨がって形成される。第１流路５６０および第２流路５７０はそれぞれ、第１層５１０～第４層５４０の表面に形成された溝であってもよい。
　第１電極４１０のコンタクト部分４１４、第２電極４２０のコンタクト部分４２４は、プローブのコンタクトのために外部に露出している。この例では、第４層５４０に、コンタクト部分４１４，４２４を露出するために、切り欠き５４２，５４４が設けられる。
　第１電極４１０、第２電極４２０それぞれの浸潤部分４１２，４２２には貫通孔が設けられている。第４層５４０には、浸潤部分４１２、浸潤部分４２２とオーバーラップする箇所に、開口５４６，５４８が設けられる。
　第１電極４１０、第２電極４２０の浸潤部分４１２，４２２は、使用において、粒子を含む電解質溶液に浸潤する。したがって浸潤部分４１２，４２２は、Ａｇ／ＡｇＣｌ（銀・塩化銀）など、平衡状態を保つことができる金属材料で形成される。一方、コンタクト部分４１４，４２４は、電解質溶液には浸潤しないため、浸潤部分４１２，４２２と異なる金属材料で形成することができる。たとえばコンタクト部分４１４，４２４は、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、白金（Ｐｔ）などの、プローブコンタクトに適した金属材料を用いるとよい。
　またチップケース５００は、第１空間５１２からデバイス表面の開口５６３に連通する第３流路５６２、第２空間５２２からデバイス表面の開口５７３に連通する第４流路５７２を備える。
　以上がポアデバイス４００の基本構成である。続いてポアデバイス４００の使用について説明する。
　使用において、開口５４６および５６３の一方が、電解質溶液の注入口となり、第１流路５６０および第３流路５６２の一方を介して、第１空間５１２に、電解質溶液が注入される。また、第１流路５６０および第３流路５６２の他方は、空気抜きとして機能する。
　同様に使用において、開口５４８および５７３の一方が、電解質溶液の注入口となり、第２流路５７０および第４流路５７２の一方を介して、第２空間５２２に、電解質溶液が注入される。また、第２流路５７０と第４流路５７２の他方は、空気抜きとして機能する。
　第１空間５１２、第２空間５２２を電解質溶液で満たした後に、第１電極４１０のコンタクト部分４１４、第２電極４２０のコンタクト部分４２４にプローブが当てられる。
　続いてポアデバイス４００の利点を説明する。図４のポアデバイス４００によれば、図３（ｂ）のポアデバイス１００Ｓと比べて、第１電極４１０と第２電極４２０の間の寄生容量を大幅に減らすことができる。
　一般的にプローブには、黄銅や真鍮（銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ））などの表面をニッケル（Ｎｉ）でメッキし、さらに金（Ａｕ）でメッキしたポゴピンが使用される。Ｃｕ、Ｚｎ，Ｎｉはいずれも、酸素、塩素により腐食しやすい金属であり、耐腐食性の高いＡｕであっても、塩素系溶液中では、塩化物を生成しやすい。この点において、ポアデバイス４００を用いる場合、コンタクト用のプローブは、第１電極４１０、第２電極４２０のコンタクト部分４１４,４２４と接触することとなり、電解質溶液と直接接触しないため、プローブの寿命を延ばすことができる。
　さらに、第１電極４１０、第２電極４２０に関して、コンタクト部分４１４、４２４は、プローブとのコンタクトに適した金属材料で形成し、浸潤部分４１２、４２２は、電解質溶液との間の等価的な接触抵抗が低い金属材料で形成した。これによる利点を説明する。
　もし、第１電極４１０、第２電極４２０の全体を、プローブとのコンタクトに適したＡｕ、ＡｇやＰｔなどで形成した場合、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔなどの金属は、電解質溶液との間の等価的な接触抵抗が大きくなり、測定誤差が大きくなる。反対に、第１電極４１０、第２電極４２０の全体を、Ａｇ／ＡｇＣｌで形成した場合、プローブが、ＡｇＣｌの塩素と接触することにより、プローブが腐食するという問題が生ずる。
　実施の形態では、コンタクト部分４１４，４２４と、浸潤部分４１２，４２２とで異なる金属材料を用いることにより、電解質溶液との間の接触抵抗を下げつつ、プローブの腐食を防止できる。
　またポアデバイス４００において、第１電極４１０、第２電極４２０を、絶縁フィルム５５０上に形成することとした。第１層５１０～第４層５４０は、溝や開口が多いため、その上に電極を形成しようとすると、パッケージの形状や段差を考慮した３次元でのプロセス設計が必要となり、コストアップの要因となる。これに対して、実施の形態では、第１層５１０～第４層５４０への流路や溝などの形成プロセスと、平坦な絶縁フィルム５５０上への電極形成プロセスと、を完全に分離することができ、製造コストを下げることができ、および／または、組み立てのコストの削減、工期の短縮といった効果が得られる。
　たとえば、絶縁フィルム５５０としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）やガラスなどの、電極形成に耐えうるフィルム（シート）を用いるとよい。第１電極４１０および第２電極４２０の形成方法は特に限定されないが、たとえば導電性インク（金属ナノインク）を印刷することにより形成することができる。これによりポアデバイス４００のコストをさらに下げることができる。
　続いて、図４のポアデバイス４００のより具体的な構成例を、実施例１として説明する。図５は、実施例１に係るポアデバイス４００Ａの外観斜視図である。ポアデバイス４００Ａは、第４層５４０、絶縁フィルム５５０、第１層５１０、第２層５２０、第３層５３０の積層構造であるチップケース５００を有している。ポアチップ６００はチップケース５００の内部に収容されるため、外部からは見えない。
　図６（ａ）、（ｂ）は、実施例１に係るポアデバイス４００Ａの分解斜視図である。図６（ａ）は上側から見た斜視図であり、図６（ｂ）は下側から見た斜視図である。
　図７は、ポアチップ６００の断面図である。ポアチップ６００は、フィルム６１４と基材６１６を含む。フィルム６１４は、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）などであり、穴開け加工により細孔６０２が形成される。細孔６０２の径φ１は、数ナノメートル～ミクロンオーダであり、被測定検体に含まれる粒子の径よりも大きい。フィルム６１４の厚みは、２０～５０ｎｍ程度であり、粒子の径より小さいことが望ましい。このような薄いフィルム６１４を補強するために、フィルム６１４は、基材６１６の上に形成される。基材６１６の材料はシリコン（Ｓｉ）などの半導体材料や、ガラスなどの絶縁体を選択することができ、その厚みは５００μｍ程度とすることができる。シリコンは、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の上に結晶成長で形成してもよい。細孔６０２の直下において、基材６１６は開口されている。基材６１６の開口径φ２は、細孔の径φ１より十分に大きく、数百μｍ程度（たとえば２００～３００μｍ）とすることができる。その限りでないが、ＳｉＯ２の上に、Ｓｉを成長し、その上にＳｉ３Ｎ４薄膜を形成した上で、基材６１６を裏面側からエッチングにより開口し、またフィルム６１４を開口してもよい。
（実施の形態２）
　続いて、実施の形態２に係るポアデバイス４００Ｂについて説明する。図８は、実施の形態２に係るポアデバイス４００Ｂの基本構成を示す断面図である。ポアデバイス４００Ｂは、ポアチップ６００およびチップケース５００Ｂを備える。絶縁フィルム５５０上には、第１電極４１０、第２電極４２０に加えて、第３電極４３０、第４電極４４０が形成されている。
　第３電極４３０、第４電極４４０のコンタクト部分４３４，４４４は、プローブコンタクトのために外部に露出している。また第３流路５６２は、第１空間５１２と第３電極４３０の浸潤部分４３２に連通している。また第４流路５７２は、第２空間５２２と第４電極４４０の浸潤部分４４２に連通している。
　実施の形態２に係るポアデバイス４００Ｂでは、第１空間５１２、第２空間５２２それぞれについて、２個の電極が設けられる。２個の電極の利用方法は特に限定されないが、たとえば、２個の電極を共通に結線してもよい。これにより、電極と電解質溶液が、二箇所で接触することとなるため、実効的なコンタクト抵抗をさらに下げることができる。あるいは２個の電極の一方をフォース、他方をセンスに利用してもよい。これらの利用法により、微粒子測定の精度を高めることができる。
　続いて、図８のポアデバイス４００Ｂのより具体的な構成例を、実施例２として説明する。図９は、実施例２に係るポアデバイス４００Ｂの外観斜視図である。
　ポアデバイス４００Ｂは、第４層５４０、絶縁フィルム５５０、第１層５１０、第２層５２０、第３層５３０の積層構造であるチップケース５００Ｂを有している。ポアチップ６００はチップケース５００の内部に収容されるため、外部からは見えない。
　図１０は、実施例２に係るポアデバイス４００Ｂの分解斜視図である。
（実施の形態３）
　実施の形態１、２では、絶縁フィルム５５０が、第１層５１０の上側に挿入されたが、その限りでない。実施の形態３では絶縁フィルム５５０が最下層に設けられる。
　図１１は、実施の形態３に係るポアデバイス７００の基本構成を示す断面図である。ポアデバイス７００は、ポアチップ６００と、ポアチップ６００を収容するチップケース８００を備える。
　チップケース８００は、第１層８１０、第２層８２０、第３層８３０、絶縁フィルム８５０を含む積層構造を有する。ポアチップ６００は、第１層８１０と第２層８２０に挟み込まれる。絶縁フィルム８５０は、積層構造の最下層に設けられており、絶縁フィルム８５０の上面には、第１電極７１０および第２電極７２０が形成される。
　第１層８１０～第３層８３０には、第１電極７１０のコンタクト部分７１４、第２電極７２０のコンタクト部分７２４とオーバーラップする部分に切り欠き８４２，８４４が設けられており、コンタクト部分７１４、７２４が外部に露出している。
　第１電極７１０の浸潤部分７１２は、第１流路８６０を介して、第１空間８１２と繋がっている。第２電極７２０の浸潤部分７２２は、第２流路８７０を介して、第２空間８２２と繋がっている。
　また第１空間８１２および第１流路８６０は、チップケース８００の上面に設けられた開口８４６と繋がっている。第２空間８２２および第２流路８７０は、チップケース８００の上面に設けられた開口８４８と繋がっている。さらに第１空間８１２は、第３流路８６２を介してチップケース８００の上面に設けられた開口８６３と連通しており、第２空間８２２は、第４流路８７２を介してチップケース８００の上面に設けられた開口８７３と連通している。開口８４６と８６３の一方は電解質溶液の注入口であり、他方は空気抜きの穴となる。また開口８４８と８７３の一方は電解質溶液の注入口であり、他方は空気抜きの穴となる。
　以上が実施の形態３に係るポアデバイス７００の構成である。このポアデバイス７００によれば、実施の形態１と同様の効果が得られる。
　続いて、図１１のポアデバイス７００のより具体的な構成例を、実施例３として説明する。図１２は、実施例３に係るポアデバイス７００Ａの外観斜視図である。ポアデバイス７００Ａは、第１層８１０、第２層８２０、第３層８３０および絶縁フィルム８５０の積層構造であるチップケース８００を有している。ポアチップ６００はチップケース８００の内部に収容されるため、外部からは見えない。実施例３において、図１１における切り欠き８４２，８４４は連続した１個の切り欠き８４５として形成されている。
　図１３は、実施例３に係るポアデバイス７００Ａの分解斜視図である。
　続いて、ポアデバイスを収容するインタフェースソケットの構造を説明する。
　図１４は、図５のポアデバイス４００Ａを収容するインタフェースソケット９００を示す図である。インタフェースソケット９００は、容器９１０と上蓋９２０とを備える。容器９１０は、ポアデバイス４００Ａを収容するための空間９１２を有する。
　上蓋９２０には、ポアデバイス４００Ａの第１電極４１０、第２電極４２０のコンタクト部分と接触可能なコンタクトプローブＰ１、Ｐ２が設けられる。コンタクトプローブＰ１、Ｐ２は、ＳＭＡ（Sub Miniature Type A）や中空同軸用のコネクタ９２２、９２４と接続される。コンタクトプローブＰ１，Ｐ２は、ポゴピンを用いてもよい。コネクタ９２２，９２４は、計測装置本体（図１の２００Ｒ）と接続される。
　また上蓋９２０には、電解質溶液や被測定検体を注入するための開口が設けられるが、図１４では省略している。
　以上、本開示について、実施の形態をもとに説明した。この実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本開示の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、こうした変形例について説明する。
（変形例１）
　実施の形態１～３では、第１電極および第２電極が、ポアデバイスの上側に露出する場合を説明したがその限りでなく、それらの両方あるいは片方は、下側に露出していてもよい。
　たとえば実施の形態３（実施例３，図１２）において、第１電極７１０、第２電極７２０を、絶縁フィルム８５０の上面に形成したがその限りでなく、絶縁フィルム８５０の底面に形成してもよい。
（変形例２）
　実施の形態では、１枚の絶縁フィルムに、複数の電極を形成したがその限りでない。チップケースの積層構造は、複数の絶縁フィルムを含み、複数の絶縁フィルムそれぞれに、ひとつ、あるいは複数の電極を形成してもよい。この場合でも、電極を形成する層と、流路等の機械的構造を形成する層を分けることができ、製造コストを下げるという利点を享受できる。たとえば、実施の形態１と実施の形態３を組み合わせた構造としてもよい。すなわち、上側の絶縁フィルム（図５の５５０）と下側の絶縁フィルム（図１２の８５０）の両方を備える積層構造を作成し、一方の絶縁フィルムに第１電極を形成し、他方の絶縁フィルムに第２電極を形成してもよい。
（変形例３）
　２つの絶縁フィルムを有する構成（変形例２）において、下側の絶縁フィルムに形成する電極を、底面側に形成してもよい。
（変形例４）
　第１電極および第２電極を、導電性インク（金属ナノインク）を手塗りして形成してもよいし、蒸着やスパッタ、メッキなどで形成してもよい。
（変形例５）
　本明細書では微粒子計測装置について説明したが本開示の用途はそれに限定されず、ＤＮＡシーケンサをはじめとするポアデバイスを用いた微小電流計測を伴う計測器に広く用いることができる。
　実施の形態にもとづき本開示を説明したが、実施の形態は、本開示の原理、応用を示しているにすぎず、実施の形態には、請求の範囲に規定された本開示の思想を逸脱しない範囲において、多くの変形例や配置の変更が認められる。
　本開示は、ポアデバイスを用いた計測に関する。
　１　微粒子測定システム
　２　電解液
　４　粒子
　１００　ポアデバイス
　２００　計測装置
　２１０　トランスインピーダンスアンプ
　２２０　電圧源
　２３０　デジタイザ
　３００　データ処理装置
　４００　ポアデバイス
　４１０　第１電極
　４１２　浸潤部分
　４１４　コンタクト部分
　４２０　第２電極
　４２２　浸潤部分
　４２４　コンタクト部分
　４３０　第３電極
　４３２　浸潤部分
　４３４　コンタクト部分
　４４０　第４電極
　４４２　浸潤部分
　４４４　コンタクト部分
　５００　チップケース
　５１０　第１層
　５１２　第１空間
　５２０　第２層
　５２２　第２空間
　５３０　第３層
　５４０　第４層
　５４２，５４４　切り欠き
　５４６，５４８　開口
　５５０　絶縁フィルム
　５６０　第１流路
　５６２　第３流路
　５７０　第２流路
　５７２　第４流路
　６００　ポアチップ
　６０２　細孔
　７００　ポアデバイス
　７１０　第１電極
　７１２　浸潤部分
　７１４　コンタクト部分
　７２０　第２電極
　７２２　浸潤部分
　７２４　コンタクト部分
　８００　チップケース
　８１０　第１層
　８１２　第１空間
　８２０　第２層
　８２２　第２空間
　８３０　第３層
　８４２，８４４　切り欠き
　８４６，８４８　開口
　８５０　絶縁フィルム
　８６０　第１流路
　８６２　第３流路
　８６３　開口
　８７０　第２流路
　８７２　第４流路
　８７３　開口
　９００　インタフェースソケット
　９１０　容器
　９２０　上蓋
　Ｐ１，Ｐ２　プローブ

Claims (8)

  1. 　細孔を有するポアチップと、
    　前記ポアチップを収容するチップケースと、
    　を備え、
    　前記チップケースは、
    　その表面に第１電極と第２電極が形成される絶縁フィルムと、
    　前記ポアチップを挟み込む第１層および第２層と、
    　を含む積層構造を有し、
    　前記第１層の内部には、前記ポアチップの前記細孔と連続する第１空間が形成され、
    　前記第２層の内部には、前記ポアチップの前記細孔と連続する第２空間が形成され、
    　前記チップケースには、前記第１空間から前記第１電極の一端に連通する第１流路と、前記第２空間から前記第２電極の一端に連通する第２流路が形成され、
    　前記第１電極のコンタクト部分と前記第２電極のコンタクト部分が外部に露出していることを特徴とするポアデバイス。
  2. 　前記第１電極および前記第２電極の前記一端は、第１材料で形成され、
    　前記第１電極および前記第２電極の前記コンタクト部分は、前記第１材料と異なる第２材料で形成されることを特徴とする請求項１に記載のポアデバイス。
  3. 　前記第１材料は、Ａｇ／ＡｇＣｌであり、前記第２材料は、Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔのいずれかを含むことを特徴とする請求項２に記載のポアデバイス。
  4. 　前記第１層および前記第２層は、前記絶縁フィルムと材料が異なることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のポアデバイス。
  5. 　前記第１電極および前記第２電極は印刷により形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のポアデバイス。
  6. 　前記絶縁フィルムは、前記第１層および前記第２層より上側に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のポアデバイス。
  7. 　前記絶縁フィルムは、前記積層構造の最下層に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載のポアデバイス。
  8. 　請求項１から７のいずれかに記載のポアデバイスと、
    　前記ポアデバイスが装着されるインタフェースソケットを有する計測装置と、
    　を備えることを特徴とする微粒子測定システム。
PCT/JP2020/041932 2020-01-29 2020-11-10 ポアデバイスおよび微粒子測定システム WO2021152954A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020012751A JP7034429B2 (ja) 2020-01-29 2020-01-29 ポアデバイスおよび微粒子測定システム
JP2020-012751 2020-01-29

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021152954A1 true WO2021152954A1 (ja) 2021-08-05

Family

ID=77078935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2020/041932 WO2021152954A1 (ja) 2020-01-29 2020-11-10 ポアデバイスおよび微粒子測定システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7034429B2 (ja)
WO (1) WO2021152954A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1673279A1 (de) * 1967-07-18 1971-06-09 Transform Roentgen Matern Veb Einrichtung zur Groessenbestimmung und Zaehlung von in einer Suspension enthaltenen Teilchen
JP2004184406A (ja) * 2002-11-21 2004-07-02 Sysmex Corp 測定ユニットと、それに用いる仕切り部材と、仕切り部材を成型する金型と、仕切り部材の製造方法
US20150060276A1 (en) * 2012-03-13 2015-03-05 Peking University Nanopore Control With Pressure and Voltage
WO2017149756A1 (ja) * 2016-03-04 2017-09-08 株式会社日立製作所 粒子分析装置及び粒子分析方法
US20180238824A1 (en) * 2017-02-21 2018-08-23 Qualcomm Incorporated Noise improvement in dna sequencing circuit by finfet-like nanopore formation

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1673279A1 (de) * 1967-07-18 1971-06-09 Transform Roentgen Matern Veb Einrichtung zur Groessenbestimmung und Zaehlung von in einer Suspension enthaltenen Teilchen
JP2004184406A (ja) * 2002-11-21 2004-07-02 Sysmex Corp 測定ユニットと、それに用いる仕切り部材と、仕切り部材を成型する金型と、仕切り部材の製造方法
US20150060276A1 (en) * 2012-03-13 2015-03-05 Peking University Nanopore Control With Pressure and Voltage
WO2017149756A1 (ja) * 2016-03-04 2017-09-08 株式会社日立製作所 粒子分析装置及び粒子分析方法
US20180238824A1 (en) * 2017-02-21 2018-08-23 Qualcomm Incorporated Noise improvement in dna sequencing circuit by finfet-like nanopore formation

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021117198A (ja) 2021-08-10
JP7034429B2 (ja) 2022-03-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10976301B2 (en) Wafer-scale assembly of insulator-membrane-insulator devices for nanopore sensing
US5344545A (en) Electrolytic sensor for measuring the content of gas in a fluid
JPH01112149A (ja) 電気化学的電極構造
JPH0310327B2 (ja)
Hwang et al. CMOS microelectrode array for electrochemical lab-on-a-chip applications
JP2008504124A (ja) 液滴を移動させて処理するためのデバイス
US7608417B2 (en) Cell electro-physiological sensor and method of manufacturing the same
US9201058B2 (en) Apparatus and method for sensing a time varying ionic current in an electrolytic system
US7179354B2 (en) Electrochemical sensor
JPH0580020A (ja) 炭酸ガスセンサ
WO2021152954A1 (ja) ポアデバイスおよび微粒子測定システム
TW201736838A (zh) 具有電極電壓感測連接的電化學式分析測試條及搭配其使用的手持式測試計
JP7058579B2 (ja) ポアデバイスおよび微粒子測定システム
CN102770756B (zh) 具有工作电极的受控变化的层压电化学传感器
US20100019782A1 (en) Cellular potential measurement container
JP2011220808A (ja) 送液装置
JP4691407B2 (ja) 細胞電位測定用容器
US9389200B2 (en) Sensor device, a method and a sensor to determine a relative concentration of a first kind of ions with respect to a second kind of ions solute in a drop of liquid
CN114460147A (zh) 一种直立石墨烯电化学微电极结构
JP7325614B2 (ja) 電気化学分析チップ
JP2007271287A (ja) 酸化ストレス物質検知センサ
CN220983183U (zh) 电极芯片及电化学检测装置
JP7082020B2 (ja) ポアチップケースおよび微粒子測定システム
JP4834335B2 (ja) 細胞電位測定用容器
Zheng et al. Notice of Violation of IEEE Publication Principles: Chip Based Microelectrochemical Cell Array for Whole-Cell Patch-Clamp Recording

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20916555

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WA Withdrawal of international application
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE