特許ウォッチ

公開番号2024146354
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-15
出願番号2023059199
出願日2023-03-31
発明の名称微粒子測定装置および微粒子測定方法
出願人株式会社アドバンテスト
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G01N 15/13 20240101AFI20241004BHJP(測定;試験)
要約【課題】少ない粒子数でも粒径を推定可能な装置を提供する。
【解決手段】ポアデバイス100は、ポア112を有する隔壁により隔てられた第1液室122および第2液室124を有する。測定器200は、第1液室122に設けられた第1電極E1と第2液室124に設けられた第2電極E2の間に流れる電流信号を測定する。圧力制御装置400は、測定中に、第1液室122の圧力が第2液室124の圧力より高い第1状態φ1と、第1液室122の圧力が第2液室124の圧力より低い第2状態φ1と、を切り替える。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
ポアデバイスを用いた微粒子測定装置であって、
前記ポアデバイスは、細孔を有する隔壁により隔てられた第１液室および第２液室を有し、
前記微粒子測定装置は、
前記第１液室に設けられた第１電極と前記第２液室に設けられた第２電極の間に流れる電流信号を測定する測定器と、
測定中に、前記第１液室の圧力が前記第２液室の圧力より高い第１状態と、前記第１液室の圧力が前記第２液室の圧力より低い第２状態と、を切り替える圧力制御装置と、
を備えることを特徴とする微粒子測定装置。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記第１状態において前記第２液室の圧力は大気圧であり、前記第２状態において前記第１液室の圧力は大気圧であることを特徴とする請求項１に記載の微粒子測定装置。
【請求項３】
前記測定器は、
前記電流信号を電圧信号に変換するトランスインピーダンスアンプと、
前記トランスインピーダンスアンプの出力をデジタル信号に変換するデジタイザと、
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の微粒子測定装置。
【請求項４】
ポアデバイスを用いた微粒子測定方法であって、
前記ポアデバイスは、細孔を有する隔壁により隔てられた第１液室および第２液室を有し、
前記微粒子測定方法は、
前記第１液室の圧力が前記第２液室の圧力より高い第１状態と、前記第１液室の圧力が前記第２液室の圧力より低い第２状態と、を切り替えるステップと、
前記第１状態および前記第２状態それぞれにおいて、前記第１液室に設けられた第１電極と前記第２液室に設けられた第２電極の間に流れる電流信号を測定するステップと、
を備えることを特徴とする微粒子測定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポアデバイスを用いた計測に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
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、粒子の体積（すなわち粒径）を測定することができる。
【０００３】
図１は、電気的検知帯法を用いた微粒子測定装置１Ｒのブロック図である。微粒子測定装置１Ｒは、ポアデバイス１００、測定器２００Ｒおよびデータ処理装置３００を備える。
【０００４】
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。
【０００５】
測定器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。測定器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。
【０００６】
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）
【０００７】
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。このように測定器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。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。
【０００８】
図２は、測定器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。
【０００９】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０１７－０１６８８１号公報
特開２０１４－２１９２３５号公報
特開２０１８－０５４５９４号公報
国際公開第２００２／０８４３０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許