專利名稱：電介質(zhì)微粒濃縮裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電介質(zhì)微粒濃縮裝置，通過(guò)介電泳力捕獲樣品液中的電介質(zhì)微
粒，能夠容易進(jìn)行捕獲的電介質(zhì)微粒的定量測(cè)定、分析及回收，且容易進(jìn)行回收后的裝置內(nèi) 的清潔。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，由沙門(mén)菌、葡萄球菌、肉毒桿菌、病原性大腸菌0-157等微生物引起的食
物中毒危害逐漸成為問(wèn)題，應(yīng)對(duì)這種情況，相關(guān)企業(yè)進(jìn)行應(yīng)對(duì)這種微生物的預(yù)防、衛(wèi)生所相
關(guān)的宣講會(huì)及啟蒙活動(dòng)等，并通過(guò)投資高額設(shè)備將事故擴(kuò)散防患于未然。 微生物的檢測(cè)一般在培養(yǎng)之后進(jìn)行種類的鑒定及定量。即，進(jìn)行前培養(yǎng)一增菌培
養(yǎng)一分離培養(yǎng)等培養(yǎng)操作，由于進(jìn)行這種操作，所以到出具檢查結(jié)果需要很多天的時(shí)間，并
且需要專門(mén)的測(cè)定技術(shù)人員。這種長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)定不適合要求迅速性的海鮮食品等食品的微
生物檢測(cè)。 因此，提出了各種能夠簡(jiǎn)便且迅速地測(cè)定微生物的試藥及裝置。例如，有如下裝 置具有通過(guò)介電泳力來(lái)捕獲微生物的電極，該裝置通過(guò)測(cè)定所述電極之間的阻抗來(lái)定量 算出微生物的數(shù)量(專利文獻(xiàn)1)。并且，還有如下裝置，與專利文獻(xiàn)1 一樣，對(duì)通過(guò)介電泳 力捕獲的微生物進(jìn)行定量分析之后，能夠自動(dòng)排出樣品液，清潔測(cè)定腔室的內(nèi)部(專利文 獻(xiàn)2)。 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2003-024350 (權(quán)利要求1) 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2003-000224 (權(quán)利要求5、權(quán)利要求6)

發(fā)明內(nèi)容
不管是上述的專利文獻(xiàn)1還是專利文獻(xiàn)2，其目的在于定量分析捕獲的微生物，而 不是回收捕獲的微生物。即，定量分析后的微生物只是被排出清潔，而沒(méi)有啟示進(jìn)一步的活 用方法。 對(duì)此，近年要求的是，高效濃縮包含微生物等蛋白質(zhì)的目標(biāo)菌并分析上述濃縮液， 因而如何高效濃縮目標(biāo)菌成為課題。上述濃縮技術(shù)可在如下領(lǐng)域發(fā)揮積極作用飲用水、 食肉、蔬菜、加工食品等飲料及食品領(lǐng)域，制藥、制劑、藥品、化妝品等制藥及化妝品領(lǐng)域，艾 滋、結(jié)核菌、禽流感等臨床及醫(yī)療領(lǐng)域，DNA、 RNA、蛋白質(zhì)、核酸等生物工業(yè)領(lǐng)域，溫泉、水處 理、下水處理等環(huán)境測(cè)定領(lǐng)域，船舶壓艙、海岸管理、海洋污染等海洋測(cè)定領(lǐng)域等。
本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而提出的，其目的在于提供一種電介質(zhì)微粒濃縮裝置， 通過(guò)介電泳力來(lái)捕獲樣品液中的電介質(zhì)微粒(例如微生物)，對(duì)捕獲的電介質(zhì)微粒進(jìn)行定 量測(cè)定、分析之后，能夠濃縮并回收電介質(zhì)微粒。 為解決上述的課題，本發(fā)明的特征在于，在介電泳電極上捕獲包含電介質(zhì)微粒的 樣品液，使釋放液貫穿流經(jīng)介電泳電極，從而濃縮并回收由介電泳電極捕獲的電介質(zhì)微粒。
更為具體的是，本發(fā)明提供如下方案。
(1)本發(fā)明的一種電介質(zhì)微粒濃縮裝置，其特征在于，包括樣品液保存部，保存 包含有作為檢查對(duì)象的電介質(zhì)微粒的樣品液；單元，具有通過(guò)介電泳力捕獲所述電介質(zhì)微 粒的介電泳電極；釋放液保存部，保存貫穿流經(jīng)所述介電泳電極的釋放液；以及回收部，從 所述釋放液保存部提供的釋放液貫穿流經(jīng)所述介電泳電極，回收被該介電泳電極捕獲的電 介質(zhì)微粒。 根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，從樣品液保存部提供的電介質(zhì)微粒通過(guò)施加了電壓 的單元時(shí)，電介質(zhì)微粒因介電泳力而被捕獲在介電泳電極上。停止施加電壓而使該被捕獲 的電介質(zhì)微粒不受介電泳力，并且使從釋放液保存部提供的釋放液貫穿流經(jīng)介電泳電極， 由此將捕獲的電介質(zhì)微粒放出，從而能夠回收到回收部。由此能夠容易地將濃縮的電介質(zhì) 微粒作為目標(biāo)菌來(lái)進(jìn)行回收。 并且，被捕獲在介電泳電極上的電介質(zhì)微粒能夠通過(guò)CCD相機(jī)、光學(xué)顯微鏡等來(lái) 進(jìn)行實(shí)時(shí)觀察，從而能夠?qū)崟r(shí)觀察電介質(zhì)微粒的代謝活性狀態(tài)。并且，通過(guò)被捕獲的電介質(zhì) 微粒在電極之間形成微粒鏈，利用電極之間流動(dòng)有微弱電流的現(xiàn)象，測(cè)定(DEPIM)介電泳 電極之間的阻抗變化，由此能夠定量測(cè)定電介質(zhì)微粒。 (2)本發(fā)明的電介質(zhì)微粒濃縮裝置，其特征在于，還具有染色液保存部，保存用于 使標(biāo)記物質(zhì)作用于被所述介電泳電極捕獲的電介質(zhì)微粒的染色液。 根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，從染色液保存部提供的染色液通過(guò)單元時(shí)，能夠使 標(biāo)記物質(zhì)作用于由介電泳電極捕獲的電介質(zhì)微粒，因此連接測(cè)定熒光強(qiáng)度的器具，通過(guò)熒 光分光光度計(jì)的熒光觀察、熒光顯微鏡的觀察，能夠?qū)崟r(shí)地定量測(cè)定染色的電介體微粒子。 具體地，包含標(biāo)記物質(zhì)的電介質(zhì)微粒因光源發(fā)出的紫外線激勵(lì)光而發(fā)出熒光，通過(guò)具有聚 光透鏡的檢測(cè)器接收該熒光，從而獲取電信號(hào)。通過(guò)測(cè)定、分析該電信號(hào)，能夠光學(xué)性地檢 測(cè)電介質(zhì)微粒。 (3)本發(fā)明的電介質(zhì)微粒濃縮裝置，其特征在于，在使從所述釋放液保存部提供的 釋放液貫穿流經(jīng)所述介電泳電極時(shí)，向釋放液內(nèi)混入氣泡。 根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，通過(guò)使混入有氣泡的釋放液貫穿流經(jīng)介電泳電極， 能夠容易地釋放由介電泳電極捕獲的電介質(zhì)微粒，能夠在回收部容易地回收電介質(zhì)微粒。
(4)本發(fā)明的電介質(zhì)微粒濃縮裝置，其特征在于，所述介電泳電極由防止蛋白質(zhì)吸 附的被膜所包覆。 根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，能夠防止電介質(zhì)微粒吸附在介電泳電極上，因此能 夠容易釋放由介電泳電極捕獲的電介質(zhì)微粒，能夠在回收部容易地回收電介質(zhì)微粒。
(5)本發(fā)明的電介質(zhì)微粒濃縮裝置，其特征在于，所述樣品液預(yù)先分離出了影響導(dǎo) 電率的電解物質(zhì)。 根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明，能夠?qū)⑷コ绊憣?dǎo)電率的電解物質(zhì)而成為檢查對(duì)象 的電介質(zhì)微粒的濃度高的樣品液通過(guò)電介質(zhì)微粒濃縮裝置，因此能夠更為容易地將濃縮的 電介質(zhì)微粒作為目標(biāo)菌進(jìn)行回收。 S卩，眾所周知，在通過(guò)介電泳電極捕獲電介質(zhì)微粒時(shí)，若使用在某級(jí)別以上的導(dǎo)電 率介質(zhì)中懸濁有電介質(zhì)微粒的樣品液的話，正DEP(朝電極作用的引力)難以產(chǎn)生作用。因 此，從海水、食品樣品分離回收電介質(zhì)微粒時(shí)，有必要構(gòu)筑能夠有效地對(duì)高導(dǎo)電率介質(zhì)進(jìn)行 菌濃縮的機(jī)構(gòu)。對(duì)于這種處理，一般離心分離法及過(guò)濾法較為有效，但前者 在處理中產(chǎn)生的對(duì)象物(細(xì)胞、微生物)損傷及回收率降低的問(wèn)題，后者雖經(jīng)常使用，但由于所使用的過(guò) 濾膜的網(wǎng)眼堵塞，對(duì)象物的回收上耗費(fèi)時(shí)間。 其中作為有效方案之一，就是稱為橫流方式的膜過(guò)濾法。相對(duì)于對(duì)分離膜垂直加
壓來(lái)分離原料的通常的過(guò)濾方法，本方式是使原料水平流過(guò)分離膜并加壓、過(guò)濾的方式。因
此適合回收過(guò)濾后殘留在膜上的殘?jiān)那闆r、過(guò)濾由于固狀物多而容易堵塞分離膜的原料
的情況。通過(guò)利用該原理，能夠從介質(zhì)高效地分離出影響導(dǎo)電率的電解物質(zhì)。 通過(guò)將該方法兼用于電介質(zhì)微粒濃縮裝置的前處理機(jī)構(gòu)，能夠從高導(dǎo)電介質(zhì)樣品
回收電介質(zhì)微粒。 發(fā)明的效果 根據(jù)本發(fā)明，在介電泳電極上捕獲包含電介質(zhì)微粒的樣品液，使釋放液貫穿流經(jīng) 介電泳電極，能夠濃縮并回收由介電泳電極捕獲的電介質(zhì)微粒。并且，在濃縮并回收電介質(zhì) 微粒之前，施加用于使標(biāo)記物質(zhì)作用于由介電泳電極捕獲的電介質(zhì)微粒的染色液，對(duì)電介 質(zhì)微粒進(jìn)行染色，由此無(wú)需回收后測(cè)定電介質(zhì)微粒時(shí)的染色工序，能夠?qū)⑷旧碾娊橘|(zhì)微 粒作為目標(biāo)菌提供給測(cè)定裝置。


圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置的簡(jiǎn)圖。 圖2為單元的簡(jiǎn)圖。 圖3為單元內(nèi)的介電泳電極的模式圖。 圖4為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 圖5為用于說(shuō)明使用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置來(lái)捕獲微
生物的捕獲工序的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 圖6為用于說(shuō)明對(duì)使用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置來(lái)捕獲 的微生物進(jìn)行染色的染色工序的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 圖7為用于說(shuō)明釋放使用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置來(lái)捕 獲的微生物之前的釋放前清潔工序的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 圖8為用于說(shuō)明釋放使用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置來(lái)捕 獲的微生物的釋放工序的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 圖9為用于說(shuō)明清潔本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置的流路系 統(tǒng)的清潔工序的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 圖10為用于說(shuō)明清潔本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置的流路系 統(tǒng)的清潔工序的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 圖11為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置的前處理機(jī)構(gòu)即橫流裝 置的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 圖12為表示通過(guò)橫流降低介質(zhì)的導(dǎo)電率的情況的圖。
標(biāo)號(hào)說(shuō)明 1 電介質(zhì)微粒濃縮裝置
2 橫流裝置
10 樣品液保存部
11單元12釋放液保存部13回收部14控制單元17染色液保存部18清潔液保存部19T字形接口20廢液保存部30導(dǎo)入部31濃縮樣品部32濾液回收部33橫流部P送水泵vn電磁閥Fn流路
具體實(shí)施例方式以下，參照附圖，對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的優(yōu)選方式進(jìn)行說(shuō)明。
(概要) 圖1為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置1的簡(jiǎn)圖。
圖1所示的電介質(zhì)微粒濃縮裝置1主要由樣品液保存部10、單元(Cell)ll、釋放 液保存部12、回收部13構(gòu)成，除此之外，在流路系統(tǒng)中，設(shè)有能夠控制流向流路系統(tǒng)的流量 的送液泵P、能夠控制流路系統(tǒng)的方向及流量的電磁閥K、、、V3，在微生物濃縮裝置1上，連 接有控制送液泵P及電磁閥的控制單元14、向單元11的介電泳電極(Dielectrophoresis electrode)施加電壓的精密電壓產(chǎn)生裝置15、電壓測(cè)定裝置16。 樣品液保存部IO用于保存樣品液，該樣品液包含檢查對(duì)象即作為電介質(zhì)微粒的
微生物，為了使樣品液IO貫穿流經(jīng)單元11的介電泳電極11a llc而使樣品液流入流出。
另外，優(yōu)選的是樣品液預(yù)先通過(guò)過(guò)濾去除粗大污染物，并且，優(yōu)選的是通過(guò)離子交換樹(shù)脂等
實(shí)施脫離子處理，從而去除具有高導(dǎo)電率的物質(zhì)。并且，作為電介質(zhì)微粒，除微生物之外還
包括納米病毒(Nano Virus)、真菌(Mold)、納米粒子(Nanoparticle)等。 釋放液保存部12保存釋放液，該釋放液貫穿流經(jīng)介電泳電極而釋放被介電泳電
極捕獲的微生物。釋放液使用磷酸緩沖液等能夠以原來(lái)的狀態(tài)回收由介電泳電極捕獲的微
生物的液體。 回收部13用于回收由介電泳電極捕獲的微生物，具有將回收的微生物進(jìn)一步用 于其他分析裝置中等各種用途。由于能夠從樣品液保存部中所保存的樣品液中僅回收微生 物，因此例如能夠?qū)悠芬?00cc中所包含的微生物濃縮成lcc的溶液來(lái)進(jìn)行回收。
(單元) 圖2為單元11的簡(jiǎn)圖，圖3為單元11內(nèi)的介電泳電極的模式圖。 單元11在基板(a)上設(shè)有流入口 (h)和流出口 (i)，將流路(d)構(gòu)成為使樣品液
6在圖面上自右向左流動(dòng)。構(gòu)成流路(d)的流路護(hù)罩(b)的材質(zhì)不作限定，如為玻璃、丙烯 酸、柔性聚二甲基硅氧烷(P匿S)等。并且，在單元ll中，介電泳電極部(f)設(shè)在該流路(d) 中。 如圖3所示，介電泳電極部(f)中等間隔地排列配置十根電極，且從相對(duì)面交替組
合相同形狀的十根電極，從而構(gòu)成梳子形狀的電極組(捕獲部(e))。例如，能夠?qū)⒁桓姌O
的寬度設(shè)為100ym、電極的間隔設(shè)為lOym。并且，作為被膜，在電極上包覆有抑制微生物
及細(xì)胞等的非特異性反應(yīng)來(lái)防止其吸附的表面親和劑(主成分磷脂質(zhì))。 并且，介電泳電極部(f)通過(guò)在石英玻璃基板上蒸鍍鉻、金、鈦等產(chǎn)生介電泳力
(Dielectrophoretic force)的材質(zhì)來(lái)制作，但是基板只要是絕緣體則不作限定。(流路系統(tǒng)) 圖4為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置1的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置1主要由樣品液保存部10、單元 11、釋放液保存部12、回收部13、染色液保存部17、清潔液保存部18構(gòu)成，除此之外，在流路 系統(tǒng)上，設(shè)有能夠控制流向流路系統(tǒng)的流量的送液泵P、電磁閥V" V2、 V3、 V4、 V5。
并且，電磁閥K具有能夠控制流向單元11的流入方向的流入方向控制單元的功 能，電磁閥^具有能夠控制從單元11流出的流出方向的流出方向控制單元的功能。并且， 電磁閥V2具有與流入方向控制單元連接的第一方向控制單元的功能，電磁閥V3及V4具有 分別通過(guò)T字接口 19而與第一方向控制單元連接的第二方向控制單元及第三方向控制單 元的功能。各方向控制單元除能夠控制流出方向之外還能控制流量。 染色液保存部17保存用于使標(biāo)記物質(zhì)作用于被介電泳電極捕獲的微生物的染色 液。染色液可以使用通過(guò)丙酮稀釋6-羧基二乙酸熒光素而得到的CFDA丙酮溶液等。
清潔液保存部18保存用于清潔電介質(zhì)微粒濃縮裝置1的流路系統(tǒng)的清潔液，在 釋放由介電泳電極捕獲的微生物之前清潔流路系統(tǒng)或清潔使用后的電介質(zhì)微粒濃縮裝置l 的流路系統(tǒng)時(shí)使用。 與釋放液保存部12連接的電磁閥V4的一端，通過(guò)斷續(xù)地開(kāi)放能夠?qū)馀輸嗬m(xù)地 混入到釋放液內(nèi)。并且，為了混入氣泡，還可以連接未圖示的用于引入氣泡的裝置，通過(guò)電 磁閥V4的開(kāi)閉動(dòng)作斷續(xù)地混入氣泡。 樣品液保存部10和單元11通過(guò)流路FpF2連接，在流路FrF2之間設(shè)有電磁閥Vlt) 并且，單元11和樣品液保存部10通過(guò)流路F3、F5來(lái)連接，在流路F3_F5之間設(shè)置電磁閥V5。 另外在流路F3上設(shè)有送液泵P，通過(guò)泵的正轉(zhuǎn)動(dòng)作使流體的流向朝圖面的右側(cè)，通過(guò)反轉(zhuǎn)動(dòng) 作使流體的流向朝圖面的左側(cè)。 單元11和回收部13通過(guò)流路F3、F4連接，在流路F「&之間設(shè)置有電磁閥V5。
接著，對(duì)通過(guò)流路F2流入單元11的染色液、釋放液、清潔液的流路系統(tǒng)進(jìn)行說(shuō)明。
為了擇一性地使染色液、釋放液、清潔液中的任一種流入單元11 ，將流路F7設(shè)為主 路，在流路F7_F2之間設(shè)置有電磁閥K 。 染色液從與染色液保存部17連接的流路F6提供，通過(guò)電磁閥V2開(kāi)通流路F6_F7， 從而能夠流入單元11中。 釋放液從與釋放液保存部12連接的流路F1Q提供，通過(guò)電磁閥V4開(kāi)通流路F1Q_F9， 進(jìn)而通過(guò)電磁閥V2開(kāi)通流路F8_F7，從而流入單元11中。另外，在流路F8_F9之間設(shè)置有T字形接口 19，但流路F8_F9始終開(kāi)通。 清潔液從與清潔液保存部18連接的流路F12提供，通過(guò)電磁閥V3開(kāi)通F^-Fn、通 過(guò)電磁閥V2開(kāi)通流路F8_F7，從而能夠流入單元11中。另外，在流路F8_FU之間設(shè)置有T字 形接口 19，但流路F8-Fn始終開(kāi)通。 在以上為確保流路系統(tǒng)而使用的電磁閥中，^、、、^5為了確保三向連接而使用 三通電磁閥，但能確保三向連接的話，其種類不作限定，例如，還可以包含四通電磁閥中阻 擋一向而實(shí)際上起到與三通電磁閥相同功能的電磁閥。并且，V3使用了二通電磁閥，但能確 保雙向連接的話，其種類不作限定，例如還可以包含三通電磁閥中阻擋一向而實(shí)際上起到 與二通電磁閥相同功能的電磁閥。 并且，電磁閥Vi為了形成流路FrF2和流路F7_F2，而使F2與共通端口連接。電磁閥 V2為了形成流路F6-F7和流路F8-F7，而使F7與共通端口連接。電磁閥V3以形成流路Fn-F12 的方式連接。電磁閥V4為了形成流路F1Q-F9并使氣泡斷續(xù)地混入流路F9，而使F9與共通端 口連接。電磁閥V5為了形成流路F3-F5和流路F3-F4，而使F3與共通端口連接。
另外，電磁閥K在其流出側(cè)連接單元ll，在其流入側(cè)連接樣品液保存部10、經(jīng)由 電磁閥、至、連接的染色液保存部17、釋放液保存部12、清潔液保存部18，用于控制向作 為共通端口而連接的單元11流入來(lái)自樣品液保存部10的樣品液，或流入來(lái)自染色液保存 部17的染色液、來(lái)自釋放液保存部12的釋放液、來(lái)自清潔液保存部18的清潔液中的任一 種。并且，電磁閥Vs在其流入側(cè)連接單元ll，在其流入側(cè)連接樣品液保存部10或廢液保存 部20和回收部13，用于控制使從作為共通端口而連接的單元11流出的樣品液或廢液朝樣 品液保存部10或廢液保存部12流入，或使捕獲的微生物作為濃縮液而朝回收部13流入。
(捕獲工序) 圖5為用于說(shuō)明使用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的的電介質(zhì)微粒濃縮裝置1來(lái)捕獲 微生物的捕獲工序的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 在捕獲微生物的捕獲工序中，使從樣品液保存部IO提供的樣品液貫穿流經(jīng)單元 11內(nèi)的介電泳電極，使從單元11流出的樣品液返回至樣品液保存部10中。通過(guò)反復(fù)進(jìn)行 該過(guò)程，使樣品液在單元ll內(nèi)循環(huán)，從而可靠地捕獲樣品液中所包含的微生物。此時(shí)，在介 電泳電極上施加正弦波電壓，由此能夠在電極之間的電極間隙部分捕獲作為電介質(zhì)的微生 物。 流路系統(tǒng)中，為了確保從樣品液保存部10流出樣品液的流路巳和向樣品液保存 部10流入(回流)樣品液的流路F5，通過(guò)電磁閥V工開(kāi)通流路F「&、通過(guò)電磁閥V5開(kāi)通流 路&-&來(lái)形成流路巳-&-&-&。換句話說(shuō)，在捕獲微生物的捕獲工序中，本發(fā)明將微生物 的濃縮作為主要目的，因此確保樣品液保存部10和單元11的流路系統(tǒng)，并切斷與回收部13 的流路系統(tǒng)，以防止樣品液本身被回收部13回收，并且以切斷與釋放液保存部12、染色液 保存部17、清潔液保存部18的流路系統(tǒng)的方式形成流路。并且，形成在樣品液保存部10和 單元11中循環(huán)的閉循環(huán)流路，使樣品液在單元11內(nèi)循環(huán)，從而可靠地捕獲樣品液中所包含 的微生物。(染色工序) 圖6為用于說(shuō)明對(duì)使用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置1來(lái)捕獲 的微生物進(jìn)行染色的染色工序的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
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在對(duì)微生物染色的染色工序中，使從染色液保存部17提供的染色液貫穿流經(jīng)單 元ll內(nèi)的介電泳電極，使從單元11流出的染色液返回至廢液保存部20。此時(shí)，在介電泳電 極上施加正弦波電壓，防止捕獲的微生物與染色液一起剝離而流出。另外，廢液保存部20 可以兼用作樣品液保存部10。 流路系統(tǒng)中，為了確保從染色液保存部17流出染色液的流路F6和使染色液貫穿 流經(jīng)單元11的流路F2，通過(guò)電磁閥V2開(kāi)通流路Fe-Fp通過(guò)電磁閥Vi開(kāi)通流路F7_F2。進(jìn)一 步，通過(guò)電磁閥V5來(lái)形成用于染色液(染色廢液)從單元11流出后流入廢液保存部20的 流路F3-F5。由此，形成流路F6-F7-F2-F3-F5。換句話說(shuō)，在對(duì)微生物染色的染色工序中，確保 染色液保存部17、單元11和廢液保存部20的流路系統(tǒng)，并切斷與回收部13的流路系統(tǒng)，以 防止染色液本身被回收部13回收，并且以切斷與釋放液保存部12、清潔液保存部18的流路 系統(tǒng)的方式形成流路。另外，形成染色液保存部17、單元11和廢液保存部20的開(kāi)循環(huán)流 路，從而防止來(lái)自單元11的染色廢液流入染色液保存部17。 [OO96](釋放前清潔工序) 圖7為用于說(shuō)明釋放使用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置1來(lái)捕 獲的微生物之前的釋放前清潔工序的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 釋放前清潔工序的目的在于，在回收通過(guò)單元11的介電泳電極捕獲的微生物之 前，為了防止染色工序中殘留的染色液混入釋放液而被回收部13回收，在染色工序中染色 液流動(dòng)的流路F6_F7-F2-F3-F5和釋放工序中回收微生物的流路F1Q-F9-F8-F7-F2-F3-F4中，清 潔兩工序中共通的流路中、尤其是染色液混入到釋放液中的可能性高的流路F7、 F2、 F3和與 這些連接的單元11及送水泵P。 在釋放前清潔工序中，使從清潔液保存部18提供的清潔液貫穿流經(jīng)單元11內(nèi)的 介電泳電極，使從單元ll流出的清潔液(清潔廢液)返回至廢液保存部20。此時(shí)，在介電 泳電極上施加正弦波電壓，防止捕獲的微生物與清潔液一起剝離而流出。另外，廢液保存部 20還可以兼用作樣品液保存部10。 流路系統(tǒng)中，為了確保從清潔液保存部18流出清潔液的流路F12和用于使清潔液 貫穿流經(jīng)單元11的流路F2，通過(guò)電磁閥V5開(kāi)通流路F^-Fn、通過(guò)電磁閥V2開(kāi)通流路F8-F7、 通過(guò)電磁閥K開(kāi)通流路F7-F2。并且，通過(guò)電磁閥V5形成用于使清潔廢液從單元11流出后 流入廢液保存部20的流路FfF5。另外，通過(guò)T字形接口 19始終形成有流路Fn-Fs。由此， 形成流路F12_Fn-F8-F7-F2-F3-F5。換句話說(shuō)，在釋放前清潔工序中，確保清潔液保存部18、單 元11和廢液保存部20的流路系統(tǒng)，切斷與回收部13的流路系統(tǒng)，以防止清潔液本身被回 收部13回收，并且，以切斷與染色液保存部17、釋放液保存部12的流路系統(tǒng)的方式形成流 路。并且，形成清潔液保存部18、單元11和廢液保存部20的開(kāi)循環(huán)流路，防止清潔廢液流 入清潔液保存部18。 另夕卜，由于使用T字形接口 19，清潔液會(huì)殘留在流路F9中，因此在釋放工序中存在 殘留的清潔液與釋放液混合的可能性。在不允許這種情況時(shí)，將T字形接口設(shè)為三通閥。此 時(shí)，需要形成流路F9-F8和流路Fu-F8，因此將F8與共通端口連接。
(釋放工序) 圖8為用于說(shuō)明釋放使用本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置1來(lái)捕 獲的微生物的釋放工序的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。
在釋放工序中，使從釋放液保存部12提供的釋放液貫穿流經(jīng)單元11內(nèi)的介電泳 電極，剝離捕獲在介電泳電極上的微生物，與釋放液一起作為濃縮液回收到回收部13。此 時(shí)，停止給介電泳電極施加電壓，使捕獲的微生物與釋放液一起剝離而流出。在提供釋放液 時(shí)，通過(guò)斷續(xù)地混入氣泡，能夠更為容易地剝離捕獲在介電泳電極上的微生物。另外，設(shè)置 成斷續(xù)是因?yàn)?，從電磁閥^的功能上看，只能擇一地選擇形成流路巳。-F9或形成為了混入氣 泡而開(kāi)放的一側(cè)和F9的流路，因此只能擇一地提供釋放液或氣泡。
并且，在釋放工序中提供的釋放液比樣品液少，由此能夠濃縮并回收微生物。
流路系統(tǒng)中，為了確保從釋放液保存部12流出釋放液的流路F1Q和使釋放液貫穿 流經(jīng)單元11的流路F2，通過(guò)電磁閥V4開(kāi)通流路F1Q_F9，通過(guò)電磁閥V2開(kāi)通流路F8_F7，通過(guò) 電磁閥K開(kāi)通流路F7_F2。并且，通過(guò)電磁閥V5形成用于使包含釋放液的微生物從單元11 流出后流入回收部13的流路&干4。另外，通過(guò)T字型接口 19始終形成有流路Fg-F8。由 此，形成流路巳。-F9-F8-F廠F廠FfF4。換句話說(shuō)，在釋放工序中，以確保釋放液保存部12、單 元11和回收部13的流路系統(tǒng)的方式形成流路。并且，形成釋放液保存部12、單元11和回 收部13的開(kāi)循環(huán)流路，濃縮并回收微生物。
(清潔工序) 圖9、圖10為用于說(shuō)明清潔本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置1的 流路系統(tǒng)的清潔工序的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 在圖9中，回收濃縮液之后將回收部13替換為廢液保存部20，確保清潔液保存部 18、單元11和廢液保存部20的流路系統(tǒng)。即，通過(guò)電磁閥V3開(kāi)通流路F^-Fn，通過(guò)電磁閥 V2開(kāi)通流路F8-F7，通過(guò)電磁閥V:開(kāi)通流路F廠Fg，通過(guò)電磁閥V5開(kāi)通流路F3-F4，由此形成流 路F12-Fn-F8-F7-F2-F3-F4，因此能夠清潔相應(yīng)流路。在圖10中，為了清潔流路&，將清潔液保存部18連接在流路巳上，將廢液保存部 20連接在流路F5上。S卩，通過(guò)電磁閥開(kāi)通流路FrF2，通過(guò)電磁閥V5開(kāi)通流路F3-F5，由 此形成流路FrF廠FfF5，因此能夠清潔相應(yīng)流路。
(橫流(Cross flow)) 圖11為本發(fā)明的實(shí)施方式所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置1的前處理機(jī)構(gòu)即橫流 裝置2的流路系統(tǒng)簡(jiǎn)圖。 橫流裝置2主要由導(dǎo)入部30、濃縮樣品部31、濾液回收部32、橫流部33構(gòu)成，在其 他流路系統(tǒng)上設(shè)有送液泵P、適當(dāng)?shù)拈y體。 導(dǎo)入部30保存橫流前的樣品液或清潔液，在橫流裝置2內(nèi)導(dǎo)入樣品液或清潔液中 的一種液體。在準(zhǔn)備工序及濃縮工序中導(dǎo)入樣品液，在清潔工序中導(dǎo)入清潔液。導(dǎo)入部30 通過(guò)流路&。進(jìn)行連接。 濃縮樣品部31用于回收包含在橫流部33中分離的電介質(zhì)微粒(微生物)的溶液， 通過(guò)流入路F31和流出路F33連接。另外，在將電介質(zhì)微粒濃縮裝置1和橫流裝置2組合起 來(lái)使用的情況下，可以使?jié)饪s樣品部31與樣品液保存部10相同，或與樣品液保存部10連 接。 濾液回收部32用于回收包含在橫流部33中分離的電解物質(zhì)的溶液，通過(guò)流入路
F34進(jìn)行連接。 橫流部33中，為了分離電解物質(zhì)，具有能夠透過(guò)電解物質(zhì)但很難透過(guò)電介質(zhì)微粒(微生物)的中空絲膜，通過(guò)流入路F33和流出路F32及F34來(lái)連接。 說(shuō)明使用具有上述結(jié)構(gòu)的橫流裝置2來(lái)分離電解物質(zhì)的工序，首先，形成流路 F3。_F31-F33-F32，換句話說(shuō)，連通導(dǎo)入部30、濃縮樣品部31和橫流部33，從而橫流前的樣品液 從導(dǎo)入部30填充到上述形成的流路中(準(zhǔn)備工序)。 接著，形成流路F3。-F31-F33-F32、 F3。-F31-F33-F34，換句話說(shuō)，連通導(dǎo)入部30、濃縮樣品 部31、濾液回收部32和橫流部33，通過(guò)橫流部33來(lái)分離電解物質(zhì)(濃縮工序)。具體地， 通過(guò)來(lái)自泵P的壓力使比中空絲膜的孔徑小的成分即電解物質(zhì)透過(guò)而被濾液回收部32回 收。另外，比中空絲膜的孔徑大的成分即電介質(zhì)微粒(微生物)不能透過(guò)而殘留在中空絲 膜上。并且，作為濾液，從導(dǎo)入部30導(dǎo)入與回收在濾液回收部32中的液量相當(dāng)?shù)牧康臋M流 前的樣品液。該濃縮工序一直進(jìn)行至導(dǎo)入部30的樣品液消失。 當(dāng)導(dǎo)入部30的樣品液消失時(shí)，在形成流路F3。-F3「F33-F^、F3。-FfFfFM的狀態(tài)下， 將導(dǎo)入部30替換為清潔液(純水)，導(dǎo)入清潔液(清潔工序)。使殘留在中控絲膜上及流 路中的電介質(zhì)微粒(微生物)流入濃縮樣品部31。 最后，切斷流路F3。和F34，通過(guò)流路F33-F32-F31，將殘留在流路中的濃縮樣品利用另 行導(dǎo)入的少量的清潔液洗出后使其流入濃縮樣品部31 (回收工序)。 由此，在濃縮樣品部31上儲(chǔ)存降低了導(dǎo)電率的樣品液。另外，濃縮量可通過(guò)在準(zhǔn) 備工序中填充在濃縮樣品部31中的橫流前的樣品液和洗出時(shí)使用的清潔液量來(lái)確定。
圖12為表示通過(guò)橫流使介質(zhì)降低導(dǎo)電率的情況的圖，使用人工海水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的 結(jié)果，可以看出隨著橫流次數(shù)的增加介質(zhì)的導(dǎo)電率降低。
工業(yè)實(shí)用性 本發(fā)明所涉及的電介質(zhì)微粒濃縮裝置，能夠從包含微生物的大量樣品液中回收將 微生物濃縮而成的濃縮液的目標(biāo)菌，因此在要求迅速、高效的捕獲技術(shù)時(shí)，作為能夠在短時(shí) 間內(nèi)進(jìn)行濃縮來(lái)獲得目標(biāo)菌的裝置而有用。 并且，在濃縮并回收微生物之前實(shí)施染色，由此能夠?qū)⑷旧奈⑸镒鳛槟繕?biāo)菌 提供給測(cè)定裝置。這可以用于其他測(cè)定裝置中防止由于染色液吸附在裝置各部而引起的測(cè) 定精度劣化等，并防止裝置各部劣化。
權(quán)利要求
一種電介質(zhì)微粒濃縮裝置，其特征在于，包括樣品液保存部，保存包含有作為檢查對(duì)象的電介質(zhì)微粒的樣品液；單元，具有通過(guò)介電泳力捕獲所述電介質(zhì)微粒的介電泳電極；釋放液保存部，保存貫穿流經(jīng)所述介電泳電極的釋放液；以及回收部，從所述釋放液保存部提供的釋放液貫穿流經(jīng)所述介電泳電極，回收被該介電泳電極捕獲的電介質(zhì)微粒。
2. 如權(quán)利要求1所述的電介質(zhì)微粒濃縮裝置，其特征在于，還具有染色液保存部，保存用于使標(biāo)記物質(zhì)作用于被所述介電泳電極捕獲的電介質(zhì)微 粒的染色液。
3. 如權(quán)利要求1所述的電介質(zhì)微粒濃縮裝置，其特征在于，在使從所述釋放液保存部提供的釋放液貫穿流經(jīng)所述介電泳電極時(shí)，向釋放液內(nèi)混入 氣泡。
4. 如權(quán)利要求1所述的電介質(zhì)微粒濃縮裝置，其特征在于， 所述介電泳電極由防止蛋白質(zhì)吸附的被膜所包覆。
5. 如權(quán)利要求1所述的電介質(zhì)微粒濃縮裝置，其特征在于， 所述樣品液預(yù)先分離出了影響導(dǎo)電率的電解物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明通過(guò)介電泳力來(lái)捕獲樣品液中的微生物(電介質(zhì)微粒)，對(duì)捕獲的微生物進(jìn)行定量測(cè)定、分析后，濃縮回收微生物。電介質(zhì)微粒濃縮裝置(1)中，在保存包含作為檢查對(duì)象的微生物的樣品液的樣品液保存部(10)所提供的樣品液通過(guò)施加了電壓的單元(11)時(shí)，微生物因介電泳力而捕獲在介電泳電極(11a～11c)上。停止施加電壓而使該捕獲的微生物不受介電泳力，并且使從釋放液保存部(12)提供的釋放液貫穿流經(jīng)介電泳電極(11a～11c)，由此放出捕獲的微生物，從而將濃縮的微生物作為目標(biāo)菌回收在回收部(12)中。
文檔編號(hào)C12M1/34GK101730843SQ20088001836
公開(kāi)日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月1日
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