物質(zhì)的移動速度的控制方法及控制裝置、以及它們的應用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種物質(zhì)的移動速度的控制方法及控制裝置、以及它們的應用，能夠高精度地控制物質(zhì)的移動速度，并且能夠提高設備的耐久性。通過由在相交的方向上形成的第一電場及第二電場形成的移動路徑，使具有電荷的物質(zhì)移動。
【專利說明】物質(zhì)的移動速度的控制方法及控制裝置、以及它們的應用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及物質(zhì)的移動速度的控制方法及控制裝置、以及它們的應用，特別是涉及具有電荷的物質(zhì)的移動速度的控制方法及控制裝置、以及它們的應用。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在各種各樣的領(lǐng)域中，要求開發(fā)出能夠?qū)⑽镔|(zhì)(例如，蛋白質(zhì)、核酸等)的移動速度高精度地控制為所希望的速度的技術(shù)。
[0003]例如，在用于解碼DNA的堿基序列的測序儀中，使DNA移動的同時，讀取該DNA的堿基序列。此時，若泳動速度過快，則不能高精度地確定DNA的堿基序列，另一方面，若泳動速度過慢，則為了讀取DNA的堿基序列，需要非常長的時間。因此，在測序儀的領(lǐng)域中，要求開發(fā)出能夠?qū)⑽镔|(zhì)的移動速度高精度地控制為所希望的速度的技術(shù)。
[0004]特別而言，近年來對于適合各個性的定制醫(yī)療備受注目。為了實現(xiàn)該定制醫(yī)療，需要在短時間內(nèi)聞精度地讀取個人基因組的喊基序列，正確掌握個人基因組的喊基序列中的特征點。因此，將物質(zhì)的移動速度高精度地控制為所希望的速度的技術(shù)的開發(fā)可以說是當務之急。
[0005]鑒于上述情況，以往使用如下技術(shù):在使膜蛋白負載于磷脂雙層膜的設備中，以在一對電極間通過的方式對核酸進行電泳，由此解碼該核酸的堿基序列(例如，參照非專利文獻I)。具體而言，在非專利文獻I記載的技術(shù)中，以在由α-溶血素(a-haemolysin)形成的孔中通過的方式對核酸進行電泳，在調(diào)節(jié)核酸的移動速度的同時，測量此時的離子電流，由此確定正在孔中通過的核酸的堿基序列。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0007]專利文獻
[0008]非專利文獻I:Clarke, J., Wu, H.-C., Jayasinghe, L., Patel, A., Reid, S.&Bayley,H.Continuous base identification for single-molecule nanopore DNA sequencing.Nat.Nanotechnol.4，265-270(2009)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的問題
[0010]但是，上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)具有難以高精度地控制I分子的移動速度的問題。特別是，上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)具有難以減慢分子的移動速度的問題。
[0011]另外，上述那樣的現(xiàn)有技術(shù)具有由于使用蛋白質(zhì)作為設備的材料，因而設備的耐久性低的問題。
[0012]本發(fā)明是鑒于上述以往的問題而完成的，其目的在于，提供一種物質(zhì)的移動速度的控制方法及控制裝置、以及它們的應用，能夠高精度地控制物質(zhì)的移動速度，并且能夠提高設備的耐久性。
[0013]用于解決問題的方法[0014]為了解決上述課題，本發(fā)明的控制方法為物質(zhì)的移動速度的控制方法，具有使具有電荷的物質(zhì)沿著由第一電極對形成的第一電場移動的移動步驟，其特征在于，在上述物質(zhì)的移動路徑的至少一部分，通過第二電極對在與上述第一電場相交的方向上形成有第二電場。
[0015]為了解決上述課題，本發(fā)明的控制裝置的特征在于，具有設置于第一電極對之間的流路、和在上述流路的至少一部分設置的第二電極對，并且，由上述第一電極對形成的第一電場的方向與由上述第二電極對形成的第二電場的方向相交。
[0016]為了解決上述課題，本發(fā)明的確定多核苷酸的核苷酸序列的裝置的特征在于，具有本發(fā)明的控制裝置。
[0017]發(fā)明效果
[0018]本發(fā)明獲得能夠高精度地控制物質(zhì)的移動速度的效果。特別是，本發(fā)明獲得使物質(zhì)的移動速度減速的效果。
[0019]本發(fā)明能夠高精度地控制物質(zhì)的移動速度，因此獲得能夠高精度地進行與該物質(zhì)有關(guān)的各種各樣的測定的效果。例如，以DNA的堿基序列的讀取為例，根據(jù)本發(fā)明能夠使DNA的移動速度減速，因此能夠防止逐個檢測的構(gòu)成DNA的堿基的信號(例如，電流的信號、熒光的信號等)重疊。其結(jié)果是，獲得能夠正確地確定DNA的堿基序列的效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是表示本發(fā)明的移動速度的控制方法中的控制理論的圖。
[0021]圖2是表示本發(fā)明的實施例的控制裝置中的掃描電子顯微鏡的圖像的圖。
[0022]圖3是表示在本發(fā)明的實施例的第二電極對的正極與負極之間形成的間隙的形態(tài)的圖。
[0023]圖4是表示對本發(fā)明的實施例的控制裝置施加的電壓和在控制裝置中流動的電流的狀態(tài)的圖。
[0024]圖5是表示本發(fā)明的實施例的控制裝置的密封狀態(tài)的圖。
[0025]圖6(a)和(b)是表示在本發(fā)明的實施例的控制裝置中，在將Ag/AgCl電極間的電壓設為Vlmg=0.5V、將Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間的電壓設為Vtrans=OV的情況下，離子電流與時間的關(guān)系的圖。
[0026]圖7(a)和(b)是表示在本發(fā)明的實施例的控制裝置中，在將Ag/AgCl電極間的電壓設為Vlmg=0.5V、將Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間的電壓設為Vtrans=0.5V的情況下,離子電流與時間的關(guān)系的圖。
[0027]圖8是表示本發(fā)明的實施例的控制裝置中的物質(zhì)的移動時間的分布的圖。
[0028]圖9是表示本發(fā)明的實施例的控制裝置的制造步驟的圖。
【具體實施方式】
[0029]以下，詳細說明本發(fā)明的實施方式，但本發(fā)明不限于此。需要說明的是，在本說明書中記載為“A?B”的情況是指“A以上且B以下”。
[0030]〔1.移動速度的控制方法〕
[0031]首先，使用圖1說明本發(fā)明的移動速度的控制方法的控制理論。需要說明的是，在圖1中以具有負電荷的物質(zhì)(具體而言DNA)為例子說明控制理論，但作為本領(lǐng)技術(shù)人員，若閱讀本說明書，則能夠容易理解只要是本發(fā)明，即使是具有正電荷的物質(zhì)也能夠控制移動速度。
[0032]如圖1所示，在本發(fā)明的移動速度的控制方法中，通過第一電極對(在圖1的紙面的上下設置的電極對)，使具有電荷的物質(zhì)移動。即，具有負電荷的物質(zhì)從第一電極對的負極側(cè)(圖1的紙面上側(cè))朝向第一電極對的正極側(cè)(圖1的紙面下側(cè))移動。該移動方向成為應使物質(zhì)移動的方向，在本發(fā)明中，控制向該方向的移動速度。
[0033]如圖1所示，在物質(zhì)的移動路徑上，除第一電極對之外形成有第二電極對(在圖1的紙面左右設置的電極對)。
[0034]在第二電極對的正極與具有負電荷的物質(zhì)之間產(chǎn)生靜電相互作用。并且，通過該靜電相互作用，能夠使從第一電極對的負極側(cè)朝向第一電極對的正極側(cè)移動的物質(zhì)的移動速度減速。
[0035]在上述物質(zhì)為具有正電荷的物質(zhì)的情況下，該物質(zhì)從第一電極對的正極側(cè)(圖1的紙面下側(cè))朝向第一電極對的負極側(cè)(圖1的紙面上側(cè))移動。
[0036]在這種情況下，在第二電極對的負極與具有正電荷的物質(zhì)之間產(chǎn)生靜電相互作用。并且，通過該靜電相互作用，能夠使從第一電極對的正極側(cè)朝向第一電極對的負極側(cè)移動的物質(zhì)的移動速度減少。
[0037]在物質(zhì)的移動路徑中存在離子的情況下，除了上述靜電相互作用帶來的減速效果以外，還能夠期待電滲流帶來的減速效果。以下說明該電滲流帶來的減速效果。
[0038]如圖1所示，在物質(zhì)的移動路徑中存在陰離子(例如CD及陽離子(例如K+)的情況下，第二電極對的正極的表面發(fā)生陰離子所產(chǎn)生的電滲流，并且在第二電極對的負極的表面發(fā)生陽離子所產(chǎn)生的電滲流。需要說明的是，陰離子所產(chǎn)生的電滲流從第一電極對的負極側(cè)流向正極側(cè)，陽離子所產(chǎn)生的電滲流從第一電極對的正極側(cè)流向負極側(cè)。
[0039]在使具有負電荷的物質(zhì)移動的情況下，在第二電極對的負極的表面發(fā)生的電滲流向與物質(zhì)的移動方向相反的方向流動。因此，除上述靜電相互作用之外，還能通過該電滲流使具有負電荷的物質(zhì)的移動速度減速。
[0040]另一方面，在使具有正電荷的物質(zhì)移動的情況下，在第二電極對的正極的表面發(fā)生的電滲流向與物質(zhì)的移動方向相反的方向流動。因此，除上述靜電相互作用之外，還能通過該電滲流使具有正電荷的物質(zhì)的移動速度減速。
[0041]以上說明了本發(fā)明的移動速度的控制方法的控制理論，因此，以下對基于該控制理論的移動速度的控制方法的實施方式進行說明。
[0042]本實施方式的移動速度的控制方法，具有使具有電荷的物質(zhì)沿著由第一電極對形成的第一電場移動的移動步驟。即，在本實施方式的移動速度的控制方法中，通過第一電極對和具有電荷的物質(zhì)的靜電相互作用，使該物質(zhì)朝向所希望的方向移動，且沿著由第一電極對形成的第一電場(從第一電極對的正極朝向負極的電場)，形成物質(zhì)的移動路徑。
[0043]上述物質(zhì)只要具有電荷即可，其具體的構(gòu)成沒有特別的限定。例如，可以是原子、分子、聚合物、或者它們的復合體。由于上述物質(zhì)具有電荷，因此通過第一電極對能夠使該物質(zhì)向目的方向移動，并且通過第二電極對能夠控制該物質(zhì)的移動速度。
[0044]上述物質(zhì)所具有的電荷可以是負電荷，也可以是正電荷。在上述物質(zhì)所具有的電荷為負電荷的情況下，上述物質(zhì)從第一電極對的負極側(cè)朝向正極側(cè)移動，在上述物質(zhì)所具有的電荷為正的情況下，上述物質(zhì)從第一電極對的正極側(cè)朝向負極側(cè)移動。
[0045]在上述物質(zhì)為物質(zhì)A和物質(zhì)B的復合體的情況下，只要物質(zhì)A和物質(zhì)B中的至少一者具有電荷即可。當然，也可以是物質(zhì)A和物質(zhì)B這兩者均具有電荷。
[0046]在物質(zhì)A和物質(zhì)B這兩者均具有電荷的情況下，物質(zhì)A所具有的電荷和物質(zhì)B所具有的電荷可以均為正電荷或者均為負電荷，也可以是一方為正電荷而另一方為負電荷。即使在上述復合體中電荷部分地抵消，只要在將上述復合體視為整體的情況下該復合體具有電荷即可。換言之，上述復合體只要具有通過第一電極對能夠移動的、且通過第二電極能夠控制移動速度的程度的電荷即可。
[0047]在上述物質(zhì)為物質(zhì)A和物質(zhì)B的復合體的情況下，物質(zhì)A和物質(zhì)B只要以在移動中不會相互脫離的程度的力相互鍵合即可。例如，物質(zhì)A和物質(zhì)B經(jīng)由共價鍵、離子鍵、氫鍵、疏水鍵、或者從它們中選擇的多個鍵相互鍵合即可。
[0048]作為上述物質(zhì)A或者物質(zhì)B，例如可以使用離子型表面活性劑(例如，十二烷基硫酸鈉鹽)、帶電的有機粒子或者帶電的無機粒子。由于這些物質(zhì)自身具有電荷，因此在與其他物質(zhì)形成復合體的情況下，可以對該復合體賦予電荷。即，若使用這些物質(zhì)，則能夠容易地形成具有電荷的復合體。
[0049]上述離子型表面活性劑，能夠容易地使所希望的物質(zhì)包含于其自身所形成的膠束中。因此，若使用離子型表面活性劑作為形成復合體的成分之一，則能夠容易形成具有電荷的復合體。
[0050]由上述說明可知，只要是本申請發(fā)明，即使是原本不具有電荷的物質(zhì)，通過與具有電荷的其他物質(zhì)形成復合體，也能夠控制移動速度。
[0051]作為上述具有電荷的物質(zhì)的具體例，可以列舉:核酸(DNA或者RNA)、氨基酸、蛋白質(zhì)、花粉、病毒、細胞、有機粒子或者無機粒子，但本發(fā)明不限于此。
[0052]作為上述第一電極對的具體的構(gòu)成沒有特別的限定，可以適當使用公知的電極對。需要說明的是，在本實施方式的移動速度的控制方法中，在該第一電極對的正極與負極之間形成物質(zhì)移動的移動路徑。
[0053]作為上述第一電極對的具體的構(gòu)成沒有特別的限定，可以適當使用公知的電極。例如，可以使用Ag/AgCl電極等，但本發(fā)明不限于此。
[0054]上述第一電極對中的正極與負極之間的距離沒有特別的限定，可以適當設定。例如，可以考慮物質(zhì)的電荷、對第一電極對施加的電壓、第二電極對的長度等而適當設定。
[0055]在本實施方式的移動速度的控制方法中，在上述物質(zhì)的移動路徑的至少一部分，通過第二電極對，在與上述第一電場相交的方向上形成第二電場。即，在本實施方式的移動速度的控制方法中，通過第一電極對，形成從第一電極對的正極朝向負極的方向的第一電場，且通過第二電極對，形成從第二電極對的正極朝向負極的方向的第二電場。并且，以第一電場的方向與第二電場的方向相交的方式形成第一電場及第二電場。
[0056]若是上述構(gòu)成，則在上述物質(zhì)通過由第一電極對形成的第一電場移動時，其移動過程的至少一部分中，在由第二電極對形成的第二電場之中通過。并且，在通過該第二電場之中時，物質(zhì)的移動速度被減速。
[0057]第一電場的方向與第二電場的方向相交的角度沒有特別的限定，可以設定為所希望的角度。例如，可以構(gòu)成為第一電場的方向和上述第二電場的方向相互正交。若是該構(gòu)成，則通過第二電極對，能夠使靜電相互作用有效地作用于物質(zhì)，使物質(zhì)有效地減速。此外，若是該構(gòu)成，則通過第二電極對，能夠有效地發(fā)生電滲流，通過該電滲流有效地使物質(zhì)減速。
[0058]在上述第二電極對的正極與負極之間形成間隙，通過該間隙能夠形成移動路徑的一部分。并且，在物質(zhì)通過該間隙時，能夠使靜電相互作用作用于物質(zhì)。這樣形成的間隙的尺寸沒有特別的限定，可以適當設定為所希望的尺寸。
[0059]例如，在圖3中示出由相對的第二電極對的正極與負極形成的間隙的一例。在圖3中，該間隙以具有寬度(W)、高度(H)和長度(L)的長方體的形狀表示。上述寬度(W)相當于第二電極對的正極與負極之間的距離。并且，物質(zhì)沿著上述長度(L)移動。即，物質(zhì)從圖3的紙面的里側(cè)朝向紙面的近前移動、或者從圖3的紙面的近前朝向紙面的里側(cè)移動。需要說明的是，雖然圖3沒有圖示，但上述間隙的上側(cè)可以根據(jù)需要密封。
[0060]上述寬度(W)、高度⑶及長度(L)各自的尺寸沒有特別的限定，可以適當設定為所希望的尺寸。
[0061]上述寬度(W)的尺寸沒有特別的限定，可以根據(jù)物質(zhì)的種類、物質(zhì)的移動路徑中配置的液體或凝膠等而適當設定。例如，可以是Inm?IOOOnm,也可以是Inm?IOOnm,也可以是Inm?60nm,也可以是50nm?60nm。當然，上述寬度(W)可以是Inm以下的尺寸，也可以是IOOOnm以上的尺寸。
[0062]例如，核苷酸的分子直徑是本領(lǐng)技術(shù)人員公知的，因此可以基于該分子直徑設定上述寬度(W)的尺寸。例如，單磷酸形式的核苷酸的分子直徑為約lnm，因此可以將上述寬度(W)設為例如0.5nm?2nm、lnm?1.5nm、或者Inm?1.2nm。
[0063]從使物質(zhì)的速度有效地減速的觀點出發(fā)，可以說優(yōu)選寬度(W)較窄。
[0064]另外，上述寬度(W)的尺寸可以是，在第二電極對的正極及負極的表面產(chǎn)生的雙電層(參照圖1)和上述物質(zhì)不重疊的程度的尺寸。即，將第二電極對的正極及負極的表面所產(chǎn)生的雙電層的厚度(連接第二電極對的正極與負極的方向的長度)分別設為“X”及“Y”，將在第二電極對的正極與負極之間移動時的物質(zhì)的寬度(連接第二電極對的正極與負極的方向的長度)設為“Z”的情況下，可以是W>X+Y+Z。
[0065]需要說明的是，已知雙電層的厚度依賴于形成該雙電層的離子的濃度。因此，上述“X”及“Y”可以根據(jù)存在于移動路徑中的離子的濃度等而適當設定。
[0066]另外，在上述物質(zhì)的形狀可近似為直鏈的情況下，可以將該直鏈的短邊方向的長度設為上述“Z”。當然，也可以將該直鏈的長邊方向的長度設為上述“Z”，還可以將直鏈的短邊方向的長度和短邊方向的長度的平均值設為上述“ Z ”。從更可靠地使第二電極對的正極及負極的表面所產(chǎn)生的雙電層和上述物質(zhì)不重疊的觀點出發(fā)，可以說優(yōu)選將直鏈的長邊方向的長度設為上述“Z”。另外，在上述物質(zhì)的形狀可近似為球的情況下，可以將該球的直徑的長度設為上述“Z”。但是，上述“Z”的規(guī)定只不過是一例，本發(fā)明不限于此。
[0067]若是滿足上述W>X+Y+Z的構(gòu)成，則在使多個物質(zhì)移動時，可以將這些物質(zhì)的移動速度更正確地接近正態(tài)分布。即，若是該構(gòu)成，則能夠更高精度地控制物質(zhì)的移動速度。
[0068]上述高度(H)的尺寸沒有特別的限定，可以根據(jù)物質(zhì)的種類、物質(zhì)的移動路徑中配置的液體或凝膠等而適當設定。例如，可以是Inm?IOOOnm,也可以是Inm?IOOnm,也可以是Inm?60nm,可以是50nm?60nm。當然，上述高度(H)也可以是Inm以下的尺寸，也可以是IOOOnm以上的尺寸。
[0069]與上述寬度(W)同樣地，上述高度⑶的尺寸也可以設定為0.5nm?2nm、lnm?
1.5nm、或者 Inm ?1.2nm。
[0070]上述長度(L)的尺寸沒有特別的限定，可以根據(jù)物質(zhì)的種類、物質(zhì)的移動路徑中配置的液體或凝膠等而適當設定。例如，可以是Inm?IOOOnm,也可以是IOOnm?500nm,也可以是IOOnm?200nm。當然，上述長度(L)也可以是Inm以下的尺寸，也可以是IOOOnm以上的尺寸。
[0071]從使物質(zhì)的速度有效地減速的觀點出發(fā)，可以說優(yōu)選長度(L)長。
[0072]對上述第二電極對施加的電壓沒有特別的限定，能夠適當施加所希望的電壓。例如，也可以是0.1OV?1.00V,也可以是0.25V?0.75V,也可以是0.50V。
[0073]作為上述第二電極對的具體的構(gòu)成沒有特別的限定，可以適當使用公知的電極。例如，可以使用Pt/Au/Pt/Si02電極等，但本發(fā)明不限于此。
[0074]在上述物質(zhì)進行移動的移動路徑的至少一部分中，可以配置液體及凝膠中的至少一者。當然，也可以配置液體及凝膠這兩者。需要說明的是，在將液體及凝膠中的至少一者配置于移動路徑的情況下，優(yōu)選至少配置在由第二電極對的正極與負極形成的間隙中。
[0075]作為上述液體沒有特別的限定，可列舉例如水。作為上述凝膠沒有特別的限定，可列舉例如聚丙烯酰胺凝膠、瓊脂糖凝膠等。
[0076]優(yōu)選在上述液體及凝膠中，至少含有具有與上述物質(zhì)所含有的電荷相反的電荷的離子。通過上述構(gòu)成，能夠使電流在第一電極對之間和第二電極對之間流動。并且，由此能夠高靈敏度地檢測在第一電極對之間流動的電流的變化。另外，通過上述構(gòu)成，能夠使電滲流在第二電極對的正極及負極的表面發(fā)生。并且，由此能夠使物質(zhì)的移動速度減速。
[0077]作為上述離子的具體的構(gòu)成沒有特別的限定。例如，只要在配置于移動路徑的液體或者凝膠中溶解KCl、NaCl或者CaCl2等即可。從發(fā)生更大的電滲流的觀點出發(fā)，可以說在上述物質(zhì)中優(yōu)選離子的價數(shù)小的物質(zhì)，具體而言優(yōu)選KCl或者NaCl等。
[0078]溶解于上述液體或者凝膠中的離子的濃度沒有特別的限定，例如，可以是
0.0lM?1M，也可以是0.1M?0.5M,也可以是0.1M?0.25M。
[0079]本實施方式的移動速度的控制方法也可以具有檢測步驟，該檢測步驟對使多個物質(zhì)移動時該物質(zhì)的移動速度分成多個正態(tài)分布進行檢測。需要說明的是，使移動的物質(zhì)的數(shù)量沒有特別的限定，只要是可對移動速度的分布進行統(tǒng)計性研究的程度的數(shù)量即可。
[0080]如后述的實施例所示，通過靜電相互作用及電滲流能夠?qū)⑽镔|(zhì)的移動速度減速，在通過這些作用有效地減速的情況下，物質(zhì)群的移動速度表現(xiàn)為多個正態(tài)分布。即，在上述檢測步驟中，若能檢測出物質(zhì)群的移動速度分成多個正態(tài)分布，則可判定為能夠?qū)⑽镔|(zhì)的移動速度有效地減速。
[0081]上述檢測步驟只要是能夠?qū)ξ镔|(zhì)群的移動速度分成多個正態(tài)分布進行檢測的步驟即可，其具體的構(gòu)成沒有特別的限定。例如，上述檢測步驟可以為如下步驟:檢測在第一電極對之間流動的電流值降低的瞬間，并且測定該降低瞬間的時間(電流值降低期間的時間)，由該時間計算物質(zhì)的移動速度，并統(tǒng)計性地計算該移動速度的分布。
[0082]上述檢測步驟可以進一步包括選擇屬于所希望的正態(tài)分布的物質(zhì)的選擇步驟。通過上述選擇步驟，可以選擇更合適的移動速度的物質(zhì)群。需要說明的是，該選擇步驟所選擇的正態(tài)分布沒有特別的限定，可以是移動速度快的正態(tài)分布，也可以是移動速度慢的正態(tài)分布。
[0083]例如，考慮基于本實施方式的移動速度的控制方法讀取DNA的堿基序列的情況。在移動速度存在兩種的情況下，若讀取以慢的移動速度移動的DNA的堿基序列，則能夠使DNA的堿基序列的確定的精度飛躍性地上升。另一方面，若讀取以快的移動速度移動的DNA的堿基序列，則與通常(例如，沒有第二電極對的構(gòu)成)相比，不僅DNA的堿基序列的確定的精度能夠上升，而且與讀取以慢的移動速度移動的DNA的堿基序列的情況相比，能夠縮短讀取所需的時間。即，通過具有上述檢測步驟及選擇步驟，能夠以所需的精度，在盡量短的時間內(nèi)讀取DNA的堿基序列。
[0084]用于實現(xiàn)上述檢測步驟及上述選擇步驟的構(gòu)成沒有特別的限定，能夠使用公知的電流測定裝置(例如,Molecular Devices公司制造的Axopatch200B系統(tǒng)等)及統(tǒng)計處理軟件(例如，OriginLab公司制造的Origin)來實現(xiàn)。
[0085]〔2.移動速度的控制裝置〕
[0086]以下，對本實施方式的移動速度的控制裝置進行說明。需要說明的是，以下省略與上述〔1.移動速度的控制方法〕重復的說明。
[0087]本實施方式的移動速度的控制裝置具有設置于第一電極對之間的流路、和在上述流路的至少一部分設置的第二電極對。并且，由上述第一電極對形成的第一電場的方向、和由上述第二電極對形成的第二電場的方向相交。此時，可以說優(yōu)選上述第一電場的方向和上述第二電場的方向相互正交。
[0088]作為上述第一電極對沒有特別的限定，可以適當使用公知的電極對。例如，可以使用Ag/AgCl電極等作為上述第一電極對，但本發(fā)明不限于此。
[0089]上述第一電極對中的正極與負極之間的距離沒有特別的限定，可以適當設定。例如，可以考慮物質(zhì)的電荷、對第一電極對施加的電壓等而適當設定。
[0090]作為上述第二電極對沒有特別的限定，可以適當使用公知的電極對。例如，可以使用Pt/Au/Pt/Si02電極等作為上述第二電極對，但本發(fā)明不限于此。
[0091 ] 上述流路大致可分為沒有被第二電極對夾持的部分、和被第二電極對夾持的部分。被第二電極對夾持的部分可以設置于流路的任意部位。例如，可以設置于流路的前端，也可以設置于流路的中途，也可以設置于流路的末端。
[0092]設置于上述流路的第二電極對的數(shù)量沒有特別的限定，可以是一個，也可以是多個。若在一個流路上設置多個第二電極對，則可以對物質(zhì)的移動速度進行精細的控制。例如，在通過一個流路進行與物質(zhì)有關(guān)的多種測定(例如，測定A及測定B)的情況下，可通過配置于流路的上游側(cè)的第二電極對將物質(zhì)的速度調(diào)節(jié)為適于測定A的速度后，進行測定A，然后，通過配置于流路的下游側(cè)的第二電極對將物質(zhì)的速度重新調(diào)節(jié)為適于測定B的速度后，進行測定B。通過上述構(gòu)成，可使用一個流路，將多個測定在針對各測定最適的條件下進行。需要說明的是，上述測定A及測定B的具體的構(gòu)成沒有特別的限定，可列舉例如在第二電極對之間流動的離子電流的測定、物質(zhì)所發(fā)出的熒光的測定等。
[0093]上述流路的未被第二電極對夾持的部分的形狀沒有特別的限定，可以適當設為所希望的形狀。例如，可以是如下那樣的形狀:可將在流路的未被第二電極對夾持的部分中移動的物質(zhì)導入流路的被第二電極對夾持的部分，并且可接收在流路的被第二電極對夾持的部分中移動的物質(zhì)。
[0094]例如，可以將上述流路的未被第二電極對夾持的部分的截面(與物質(zhì)的移動方向垂直的截面)的寬度設為500nm?lOOOnm，高度設為500nm?lOOOnm，但并不限于此。該寬度可設定為比在第二電極對的正極與負極之間的間隙的寬度更寬，該高度可設定為比第二電極對的正極與負極之間的間隙的高度更高。
[0095]上述流路的被第二電極對夾持的部分的形狀可適當設定，沒有特別的限定。該流路的被第二電極對夾持的部分的形狀與上述〔1.移動速度的控制方法〕中的“由相對的第二電極對的正極與負極形成的間隙”對應，已使用圖3詳細地進行了說明。因此，在此，省略其說明。
[0096]也可以在上述流路中配置液體或者凝膠中的至少一者，該液體或者凝膠至少含有具有與上述物質(zhì)所具有的電荷相反的電荷的離子。已對上述離子、液體及凝膠等進行了說明，因此在此省略其說明。
[0097]本實施方式的移動速度的控制裝置也可以具有檢測部(檢測單元)，該檢測部對使多個上述物質(zhì)移動時該物質(zhì)的移動速度分成多個正態(tài)分布進行檢測。需要說明的是，使移動的物質(zhì)的數(shù)量沒有特別的限定，只要是可對移動速度的分布進行統(tǒng)計性研究的程度的
數(shù)量即可。
[0098]若能通過上述檢測部檢測出物質(zhì)群的移動速度分成多個正態(tài)分布，則能夠判斷能夠?qū)⑽镔|(zhì)的移動速度有效地減速。
[0099]上述檢測部只要是能夠?qū)ξ镔|(zhì)群的移動速度分成多個正態(tài)分布進行檢測的構(gòu)成即可，其具體的構(gòu)成沒有特別的限定。例如，上述檢測部可以是如下構(gòu)成:檢測在第一電極對之間流動的電流值降低的瞬間，并且測定該降低瞬間的時間(電流值降低期間的時間)，由該時間計算物質(zhì)的移動速度，并統(tǒng)計性地計算該移動速度的分布。
[0100]上述檢測部也可以進一步包括選擇屬于所希望的正態(tài)分布的物質(zhì)的選擇部(選擇單元)。通過上述選擇部，能夠選擇更適合的移動速度的物質(zhì)群。需要說明的是，該選擇部所選擇的正態(tài)分布沒有特別的限定，可以是移動速度快的正態(tài)分布，也可以是移動速度慢的正態(tài)分布。
[0101]上述檢測部及選擇部的具體構(gòu)成沒有特別的限定，可以使用公知的電流測定裝置(例如，Molecular Devices公司制造的Axopatch200B棒等)、統(tǒng)計處理軟件(例如，OriginLab 公司制造的 Origin)。
[0102]〔3.確定多核苷酸的核苷酸序列的裝置〕
[0103]本實施方式的確定多核苷酸的核苷酸序列的裝置具有本發(fā)明的控制裝置。已對本發(fā)明的控制裝置進行了說明，因此在此對其他構(gòu)成進行說明。
[0104]本實施方式的確定多核苷酸的核苷酸序列的裝置可通過將公知的所謂測序儀和本發(fā)明的控制裝置組合而構(gòu)成。需要說明的是，上述多核苷酸的構(gòu)成成分可以是DNA，也可以是RNA。
[0105]例如，在公知的測序儀中存在有如下類型的測序儀:在通過凝膠(例如，板狀的凝膠、毛細管狀的凝膠)對附加有熒光染料的DNA片段群進行分離的同時，對各DNA片段附加的熒光染料的種類進行檢測，由此讀取堿基序列。[0106]在這種情況下，作為由凝膠形成的DNA片段的移動路徑的至少一部分配置本發(fā)明的控制裝置，并且在該控制裝置的下游側(cè)配置用于檢查熒光的構(gòu)成即可。通過上述構(gòu)成，附加有熒光染料的DNA片段通過第二電極對之間時使該DNA片段的移動速度減速，然后，檢測熒光。其結(jié)果是，能夠高精度地確定堿基序列。
[0107]或者，通過將PCT/JP2011/054631中所公開的“確定多核苷酸的核苷酸序列的裝置”和本發(fā)明的控制裝置組合，可構(gòu)成本發(fā)明的確定多核苷酸的核苷酸序列的裝置。
[0108]在這種情況下，也與上述情況同樣地，在DNA片段的移動路徑中，在第二電極對的下游側(cè)配置用于讀取堿基序列的構(gòu)成即可。
[0109]需要說明的是，作為參考在本說明書中引用PCT/JP2011/054631。
[0110]實施例
[0111]〈1.控制裝置的制作〉
[0112]通過以下的步驟I?9制作了本實施例的控制裝置。以下，參照圖9的同時，說明本實施例的控制裝置制造方法。需要說明的是，圖9是各步驟中的控制裝置的俯視圖。另夕卜，下述步驟I?2為在基板上制作Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極的步驟，步驟3?步驟9為在基板上制作流路的步驟。
[0113]〈步驟1>
[0114]在被厚度300nm的SiO2熱氧化被膜覆蓋的摻雜硅晶圓上，通過光刻法圖案形成引出電極(抗蝕劑:AZ5206E)。
[0115]然后，通過基于高頻磁控派射法的金屬蒸鍍，層疊Pt(2nm)/Au(20nm)/Pt(2nm)膜。
[0116]在將上述基板浸入N，N- 二甲基甲酰胺8小時后，通過超聲波清洗將基板上的抗蝕劑剝離，由此制作Pt/Au/Pt引出電極。
[0117]< 步驟 2>
[0118]將在Pt/Au/Pt引出電極的附近標注的外部標記作為指標，通過電子束光刻法光刻出納米間隙電極(抗蝕劑:ZEP520A-7 ;電極間距離50nm)。
[0119]然后，通過高頻磁控派射法，蒸鍍Pt(2nm)/Au(30nm)/Pt(2nm)/Si02(50nm)層疊膜。
[0120]在將上述基板浸入N，N-二甲基甲酰胺8小時后，經(jīng)由基于超聲波清洗的剝離工藝，從而制作Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極。
[0121]〈步驟3>
[0122]通過高頻磁控濺射法，在基板的整個面上蒸鍍SiO2 (15nm) /Cr (IOOnm)膜。
[0123]〈步驟4>
[0124]將在步驟2中使用的外部標記設為指標，通過電子束光刻法(抗蝕劑:ZEP520A-7)，在Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極附近光刻出四邊形的圖案陣列。
[0125]然后，通過將基板浸入Cr蝕刻溶液(室溫下60秒鐘)，抗蝕劑被除去且將露出的Cr層除去。
[0126]〈步驟5>
[0127]將殘留的Cr層用作掩模，通過反應性離子蝕刻法，將露出的SiO2層在深度方向上挖掘500nm。由此，制作高度500nm的柱并排的微流路。[0128]在進行離子蝕刻后，使用Cr蝕刻溶液，將殘留的Cr層除去。
[0129]〈步驟6>
[0130]通過高頻磁控濺射法，在基板上蒸鍍25nm的厚度的Cr膜。
[0131]〈步驟7>
[0132]通過基于電子束光刻法的重疊光刻(抗蝕劑:ZEP520A-7)，在電極上光刻出寬度500nm的流路。
[0133]通過將上述基板的樣品浸入Cr蝕刻溶液，將成為流路部分的Cr除去。
[0134]〈步驟8>
[0135]采用反應性離子蝕刻法(CF4、4.2Pa、100W)，將露出的SiO2挖掘50nm的深度，由此制作埋入了 Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極的流路。
[0136]〈步驟9>
[0137]最后，使用Cr蝕刻溶液將殘留的Cr層除去。此時，設計為在Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極的上部殘留有厚度15nm的SiO2層的方式。由此，通過用于在后段密封流路的PDMS (Polydimethylsi1xane,聚二甲娃氧燒)塊，也能夠?qū)t/Au/Pt/Si02納米間隙電極的上部密封(PDMS難以吸附于金屬)。
[0138]〈預處理〉
[0139]通過上述步驟I?9制作的控制裝置在實際使用前進行預處理。以下說明該預處理的具體的內(nèi)容。
[0140]在實際使用控制裝置的情況下，也可以使用PDMS塊密封所制作的控制裝置的上部。通過上述構(gòu)成，能夠防止液體從流路泄漏。
[0141]在PDMS塊中，在粘接于基板一側(cè)的表面制作微流路。其制作方法如下。
[0142]首先，制作用于制作PDMS塊的微流路的鑄模。具體而言，在硅晶圓上涂布光致抗蝕劑SU-83050 (膜厚200 μ m)，以90°C加熱45分鐘。在SU-83050的溶劑蒸發(fā)后，花I小時將基板緩慢地冷卻至室溫。
[0143]通過光刻法，在上述基板上光刻出寬度0.4mm的流路圖案。接著，通過浸入SU-83050的顯影液，將曝光的部分的SU-83050除去，從而制作鑄模。
[0144]然后，在置于培養(yǎng)皿中的鑄模上流入PDMS (Sylgard(注冊商標)184)，以70°C加熱I小時，從而使PDMS固化。
[0145]按20mm的大小切取固化的PDMS，從而得到具有流路的PDMS塊。
[0146]在使用PDMS塊密封流路時，對吸附側(cè)的PDMS的表面、和流路設備的表面進行氧等離子體處理(50W、45秒)。
[0147]然后，通過迅速將上述表面彼此對合，使PDMS塊與SiO2吸附，使流路密封。此時，預先在PDMS塊中制作6個貫通孔。其中兩個貫通孔用于插入用于測量在流路中流動的離子電流(后述的IitJ的Ag/AgCl電極，其他4個貫通孔用作含有分子的溶液的導入口。
[0148]〈2.第二電極對之間的間隙的形狀及尺寸的確認〉
[0149]為了確認通過上述〈1.控制裝置的制作 > 制作的控制裝置的形狀，使用掃描電子顯微鏡觀察所制作的控制裝置。在圖2中示意地表示使用掃描電子顯微鏡觀察的控制裝置的圖像，在圖3中示意地表示由相對的Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極(與第二電極對對應)形成的間隙的構(gòu)造。[0150]如圖3所示，由相對的Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極形成的間隙的長度(L)為約200nm,高度⑶為約50nm,寬度(W)為約60nm。
[0151]〈3.密封狀態(tài)的確認〉
[0152]確認通過上述〈1.控制裝置的制作 > 制作的控制裝置是否被PDMS塊密閉。以下參照圖4和5的同時說明確認的方法及結(jié)果。
[0153]向通過上述〈1.制造裝置的制作 > 制作的制造裝置的流路的兩側(cè)導入TE緩沖(KCl:0.1M ；triS-HCl:10mM ；EDTA:lmM)溶液。在填充了 TE緩沖溶液后，將用于測量在流路中流動的離子電流(圖4的IiJ的Ag/AgCl電極插入流路的兩側(cè)。
[0154]Ag/AgCl電極是通過在對直徑0.1mm的Pt電線涂布Ag/AgCl漿料(BAS)后，以100°C加熱10分鐘以上而制作的。
[0155]在離子電流的測量中，對插入流路的Ag/AgCl電極的一方施加直流電壓0.5V(圖4的Vlmg)，將流到與該電極成對的相反側(cè)的Ag/AgCl電極的電流(圖4的IitJ經(jīng)過108A/V增益的高速電流放大器并通過高速數(shù)字轉(zhuǎn)換器(N1-PX1-5922)以IMHz的采樣頻率進行記錄。需要說明的是，在該試驗中，不對Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極不施加直流電壓(圖4的 Vtrans=O)。
[0156]使用圖5的實線表示通過上述試驗檢測的Iim的值(參照圖5的Iim-Vlmg)及Isms的值(參照圖5的Isms-Vtrans)。
[0157]另一方面，Iim的值理論上可通過以下的式(I)導出。即，
[0158]Iion=NKC1X μ XVlongXA/L …(I)
[0159]在上述式(I)中，Νκα表示離子濃度，μ表示離子移動度，A表示通道截面積(具體而言，與圖3中的HXW對應)，L表示通道的長度(具體而言，與圖3中的L對應)。并且，使用圖5的虛線表示通過該式(I)理論上導出的Iim的值。
[0160]由圖5可知，由實際的試驗檢測的Iim的值與由論理式導出的Iim的值大致一致。這表示通過〈1.控制裝置的制作 > 制作的控制裝置的流路被PDMS塊密閉。
[0161]〈4.移動速度的測定〉
[0162]〈4-1.測定方法〉
[0163]在未對Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極施加直流電壓的情況、和對Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極施加直流電壓的情況下，對于在流路中移動的物質(zhì)的移動速度會產(chǎn)生怎樣的變化進行研究。
[0164]對于由上述〈1.控制裝置的制作 > 制作的控制裝置的流路，將含有生物分子的溶液經(jīng)由PDMS塊中開的孔，流入流路內(nèi)。
[0165]具體而言，向流路的一側(cè)導入含有IOnM濃度的λ -DNA (夕力9 才)的TE緩沖(KCl:0.1M ；triS-HCl:10mM ；EDTA:lmM)溶液，向流路的相反側(cè)導入不含有入-DNA的TE緩沖(KCl:0.1M ；tris-HCl:10mM ；EDTA:lmM)溶液。
[0166]在填充了 TE緩沖溶液后，將Ag/AgCl電極插入流路的兩側(cè)。Ag/AgCl電極是通過在對直徑0.1mm的Pt電線涂布Ag/AgCl漿料(BAS)后，以100°C加熱10分鐘以上而制作的。
[0167]在離子電流的測量中，對插入流路的Ag/AgCl電極的一方施加直流電壓0.5V，將流到與該電極成對的相反側(cè)的Ag/AgCl電極中的電流經(jīng)過108A/V增益的高速電流放大器并通過高速數(shù)字轉(zhuǎn)換器(N1-PX1-5922)以IMHz的采樣頻率進行記錄。
[0168]〈4-2.測定結(jié)果〉
[0169]<A> 結(jié)果 I
[0170]將Ag/AgCl電極間的電壓設為Vlmg=0.5V、將Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間的電壓設為VtMns=0V，在存在λ-DNA的條件下測量在流路中流動的離子電流(Iim)的時間變化。此外，作為對照，在不存在λ-DNA的條件下，也測量在流路中流動的離子電流(Iim)的時間變化。
[0171]在圖6(a)中表示上述試驗的結(jié)果。圖6(a)的上側(cè)的數(shù)據(jù)表示在不存在λ-DNA的條件下測量的離子電流(Iim)的值，圖6(a)的下側(cè)的數(shù)據(jù)表示在存在λ-DNA的條件下下測量的離子電流(Iim)的值。
[0172]如圖6 (a)的上側(cè)的數(shù)據(jù)所示，在不存在λ -DNA的條件下測量的離子電流(IitJ的值沒有表現(xiàn)出變化，如圖6 (a)的下側(cè)的數(shù)據(jù)所示，在存在λ-DNA的條件下測量的離子電流(Iion)的值表現(xiàn)出以尖狀減少的傾向。
[0173]上述尖狀的電流的變化是由于如下原因產(chǎn)生的:1分子的λ -DNA在通過由相對的Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極形成的間隙部分時，阻礙沿著該間隙的離子的流動。圖6 (b)是表示放大了上述尖狀的電流的變化的圖。
[0174]如圖6 (b)所示，λ -DNA在通過由相對的Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極形成的間隙之間的期間(時間上是td(s)的期間)，Iim的值降低了 ΛΙ(ηΑ)。這表示若測定td(s)，則能夠判定λ-DNA的速度的大小。S卩,表示在比較同一物質(zhì)的td(S)的情況下，td(s)的值越大，物質(zhì)的移動速度越慢。
[0175]需要說明的是，根據(jù)圖6(b)，在將Ag/AgCl電極間的電壓設為Vlmg=0.5V、將Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間的電壓設為Vtans=OV的情況下，td(s)的平均值為0.0005秒。
[0176]〈B〉結(jié)果 2
[0177]將Ag/AgCl電極間的電壓設為Vlmg=0.5V、將Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間的電壓設為Vtrans=0.5V，在存在λ -DNA的條件下測量在流路中流動的離子電流(IitJ的時間變化。
[0178]在圖7(a)和(b)中表示上述試驗的結(jié)果。需要說明的是，圖7(b)放大了圖6(a)的一部分數(shù)據(jù)。
[0179]如圖7(a)和(b)所示，在對Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間施加電壓的情況下，可觀察兩種尖狀的電流的變化。若對于這些尖狀的電流的變化算出td(S)的平均值，則分別為0.006秒及0.2秒。該數(shù)據(jù)表示物質(zhì)的移動速度減速到未對Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間施加電壓的情況的移動速度的約1/10或者約1/400。
[0180]圖8表示未對Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間施加電壓的情況的td(s)的值的分布、和對Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間施加電壓的情況的td(s)的值的分布。需要說明的是，以圖8的“I”及“II”表示的td(s)的值的分布是對Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間施加電壓的情況的td(s)的值的分布。
[0181]由圖7及圖8可知，與未對Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間施加電壓的情況相比，在對Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間施加電壓的情況下可減慢物質(zhì)的移動速度。進一步可知在對Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間施加電壓的情況下，可將物質(zhì)的速度調(diào)節(jié)為兩種移動速度。
[0182]此外，可認為上述兩種速度是由于由對Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極間施加的電壓產(chǎn)生的、流路的壁面的帶電狀態(tài)引起的。
[0183]如圖1所示，在正極側(cè)的流路的壁面，帶負電的DNA受到靜電吸引，通過DNA與電極間的靜電力而使DNA的電泳速度變慢，另一方面，在負極側(cè)的流路的壁面附近形成有溶液中的正離子(K+)的雙電層，因此引起與DNA的泳動速度相反的方向的電滲流。由于該電滲流的影響，DNA的泳動速度變慢。并且，可認為由于DNA在正極或者負極中的某一側(cè)流動，所以可觀測到兩種速度分布。
[0184]在此，可預測到在正極側(cè)產(chǎn)生的電極與分子間的強靜電相互作用、和附帶的金與DNA間的分子間力所產(chǎn)生的效果大，因此約1/400這樣大的速度的減少被認為是DNA在Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極的正極側(cè)流動的情況所產(chǎn)生的現(xiàn)象，約1/10這樣的速度的減少被認為是DNA在Pt/Au/Pt/Si02納米間隙電極的負極側(cè)流動的情況所產(chǎn)生的現(xiàn)象。
[0185]本發(fā)明不限于以上說明的各構(gòu)成，在權(quán)利要求所示的范圍內(nèi)可進行各種變更，將在不同的實施方式或?qū)嵤├蟹謩e公開的技術(shù)的手段適當組合而得到的實施方式或?qū)嵤├矊儆诒景l(fā)明的技術(shù)范圍。
[0186]為了解決上述課題，本發(fā)明的控制方法為物質(zhì)的移動速度的控制方法，具有使具有電荷的物質(zhì)沿著由第一電極對形成的第一電場移動的移動步驟，其特征在于，在上述物質(zhì)的移動路徑的至少一部分，通過第二電極對在與上述第一電場相交的方向上形成有第二電場。
[0187]優(yōu)選在本發(fā)明的控制方法中，上述第一電場的方向與上述第二電場的方向相互正交。
[0188]優(yōu)選在本發(fā)明的控制方法中，上述物質(zhì)在至少含有具有與上述物質(zhì)所具有的電荷相反的電荷的離子的、液體或者凝膠中的至少一者中移動。
[0189]優(yōu)選本發(fā)明的控制方法具有檢測步驟，該檢測步驟對使多個上述物質(zhì)移動時該物質(zhì)的移動速度分成多個正態(tài)分布進行檢測。
[0190]優(yōu)選在本發(fā)明的控制方法中，上述物質(zhì)為核酸、蛋白質(zhì)、花粉、病毒、細胞、有機粒子或者無機粒子。
[0191]為了解決上述課題，本發(fā)明的控制裝置的特征在于，具有設置于第一電極對之間的流路、和在上述流路的至少一部分設置的第二電極對，由上述第一電極對形成的第一電場的方向與由上述第二電極對形成的第二電場的方向相交。
[0192]優(yōu)選在本發(fā)明的控制裝置中，上述第一電場的方向與上述第二電場的方向相互正交。
[0193]優(yōu)選在本發(fā)明的控制裝置中，在上述流路中配置有至少含有具有與上述物質(zhì)所具有的電荷相反的電荷的離子的、液體或者凝膠中的至少一者。
[0194]優(yōu)選本發(fā)明的控制裝置具有檢測單元，該檢測單元對使多個上述物質(zhì)移動時該物質(zhì)的移動速度分成多個正態(tài)分布進行檢測。
[0195]為了解決上述課題，本發(fā)明的確定多核苷酸的核苷酸序列的裝置的特征在于，具有本發(fā)明的控制裝置。
[0196]產(chǎn)業(yè)上的可利用性[0197]本發(fā)明可應用于需要高精度地控制物質(zhì)的移動速度的領(lǐng)域。例如，本發(fā)明可應用于美國國立衛(wèi)生研究院(NIH)所推進的更先進的下一代測序儀，且可應用于不需要利用PCR的DNA的擴增及DNA的化學修飾的更先進的下一代測序儀。另外，本發(fā)明可應用于以I分子檢測流感病毒、過敏原等的生物分子的高靈敏度傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種物質(zhì)的移動速度的控制方法，具有使具有電荷的物質(zhì)沿著由第一電極對形成的第一電場移動的移動步驟，其特征在于，在上述物質(zhì)的移動路徑的至少一部分，通過第二電極對在與所述第一電場相交的方向上形成有第二電場。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一電場的方向與所述第二電場的方向相互正交。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述物質(zhì)在液體或者凝膠中的至少一者中移動，該液體或者凝膠至少含有具有與所述物質(zhì)所具有的電荷相反的電荷的離子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，具有檢測步驟，該檢測步驟對使多個所述物質(zhì)移動時該物質(zhì)的移動速度分成多個正態(tài)分布進行檢測。
5.根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的控制方法，其特征在于，所述物質(zhì)為核酸、蛋白質(zhì)、花粉、病毒、細胞、有機粒子或者無機粒子。
6.一種具有電荷的物質(zhì)的移動速度的控制裝置，其特征在于，具有設置于第一電極對之間的流路和在所述流路的至少一部分設置的第二電極對，由所述第一電極對形成的第一電場的方向與由所述第二電極對形成的第二電場的方向相交。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的控制裝置，其特征在于，所述第一電場的方向與所述第二電場的方向相互正交。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的控制裝置，其特征在于，在所述流路中配置液體或者凝膠中的至少一者，該液體或者凝膠至少含有具有與所述物質(zhì)所具有的電荷相反的電荷的離子。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的控制裝置，其特征在于，具有檢測單元，該檢測單元對使多個所述物質(zhì)移動時該物質(zhì)的移動速度分成多個正態(tài)分布進行檢測。
10.一種確定多核苷酸的核苷酸序列的裝置，其特征在于，具有權(quán)利要求6?9中任一項所述的控制裝置。
【文檔編號】C12Q1/68GK103492868SQ201380001058
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年1月30日
【發(fā)明者】川合知二, 筒井真楠, 谷口正輝 申請人:國立大學法人大阪大學