流道裝置、顆粒分選裝置和顆粒分選方法與流程

2023-05-12 11:38:22

本發明涉及流道裝置（流動通道裝置，flowchanneldevice）、顆粒分選裝置以及用於循環諸如細胞的顆粒的分選方法。

背景技術：
作為分選顆粒諸如細胞的裝置，螢光流式細胞儀以及細胞分選器是已知的。在那些裝置中，在適當的振動條件（通常，幾個m/s的流出速率以及幾十kHz的振動計數）下，細胞被周圍流體封閉在噴射開口處的氣-液界面中，並同時對細胞提供電荷。細胞作為液滴根據施加了靜電場的在空氣中的電荷量而在一定方向飛行並最終分選入設置在流道外部的分選容器中。本技術可用於如上所述的流速相對高的情況中。對用於低流速的流式細胞儀或電介質細胞儀，難以製造液滴以及滿足用於液滴的排出條件。鑑於此，期望在具有分支的流道中執行分選操作，並將細胞保持在後臺（rearstage）中。作為流道中的分選機制，通過使用壓電元件等來改變流體的流動方向並且間接驅動流體中的細胞的方法。然而，機械元件的響應性大約為毫秒。考慮到流道的壓力波的響應性，用於細胞的分選速度具有局限性。另一方面，作為直接驅動細胞的方法，已提出了介電泳方法，日本專利翻譯公開號2003-507739公開了利用細胞類型之間的介電泳力的差異以及其間的沉澱速率的差異，由此通過提供電極的流道中流動的類型來分離細胞。

技術實現要素：
然而，與由顆粒之間的尺寸、形狀等的差異引起的電泳力的差異相比，由顆粒類型的差異引起的電泳力差異相當小。因此，期望，在日本專利翻譯公開號2003-507739中所公開的分選方法實際上並不順利地工作（並不適用）。鑑於上面提及的情況，期望提供一種能夠適當分選顆粒的顆粒分選裝置和一種流道裝置，以及用於此的顆粒分選方法。根據本發明的實施方式，提供了一種流道裝置，包括流道、多個分支通道以及電極單元。形成該流道使得包括顆粒的流體在其中流動。多個分支通道從流道分支。電極單元包括具有第一面積（第一區域，firstarea）的第一電極以及具有不同於第一面積的第二面積（第二區域，secondarea）的第二電極，並且第二電極與第一電極相對，使得將流道夾在第一電極和第二電極之間。此外，電極單元被構造成在流道中形成引導電場（guideelectricalfield），其將顆粒引導至多個分支通道中的預定分支通道。第一電極的面積和第二電極的面積不同，使得可以形成具有非均勻電通量密度並將顆粒引導至流道中的預定分支通道的引導電場。結果，流道裝置能夠適當地分選顆粒。第一電極可以是在流道的寬度方向上具有第一寬度的電極，而第二電極可以是在流道的寬度方向上具有小於第一寬度的第二寬度的細長電極（elongatedelectrode）。利用該結構，容易形成引導電場，並能夠增加分選顆粒的可靠性。此外，第二電極是細長形狀，並由於第一寬度大於第二寬度，所以在流道裝置的製造中，相對於第一電極的位置，第二電極的位置的自由度變得更高。換言之，相對於第一電極，第二電極的精確對齊變得不必要。第二電極可以包括沿流道中的流體的主流方向設置的直線部（直線部，linearportion），以及設置成改變從直線部朝向預定分支通道的方向的方向改變部。提供了在下遊側上的第二電極的一部分，使得其方向朝著預定的分支通道改變，所以顆粒能夠沿分支通道移動。電極單元可以包括多個第二電極。利用該結構，電極單元能夠以各種形式來形成具有引導電場的電力線。多個第二電極中的至少兩個電極可以是沿流體的主流方向伸長的一對引導電極。該引導電極具有細長形狀，所以該對引導電極能夠形成為兩個帶狀或軌道狀，並且易於形成引導電場。結果，可以增加顆粒的分選精度。該對引導電極可以包括主體部和入口部。形成主體部使得一對引導電極之間的距離是第一距離。可在一對引導電極的端部的上遊側上設置並形成入口部，使得一對引導電極之間的距離是長於第一距離的第二距離。利用該結構，從顆粒的上遊側流動的顆粒容易被吸引至入口部。結果，在流道寬度方向上顆粒的存在位置的允許範圍可以被設置成大。在入口部中的該對電極之間的距離可朝著上遊側逐步增加。多個分支通道可以包括作為預定分支通道的第一分支通道，以及鄰近第一分支通道的第二分支通道。在這種情況下，所述第二距離長於從設置在所述流道的寬度方向上所述第二分支通道側上的所述流道的內側面到所述流道的所述寬度方向上所述第一分支通道和所述第二分支通道的分支位置的距離。可替換地，所述一對引導電極中設置在所述流道的寬度方向上的所述第一分支通道側上的所述引導電極的所述入口部的至少一部分可以被設置在與所述第一分支通道和所述第二分支通道的分支位置相關的所述流道的寬度方向上的所述第一分支通道側上。利用引導電極的該布置和結構，從流道的上遊側流動的顆粒被容易地吸引至入口部。電極單元可被構造成通過施加至多個第二電極的具有相同電位的電壓而形成引導電場。第一電極可為公共電極，而第二電極可為被主動施加了電壓的電極。電極單元可以包括切換顆粒的流動方向的切換部。通過利用切換部切換顆粒的方向，可以可靠地切換第二分支通道的上遊側上的顆粒的流動，並可靠地將顆粒引導至期望的分支通道。電極單元可以包括沿流體的主流方向伸長並充當第二電極的一對引導電極，以及被構造成切換顆粒的流動方向的切換部。該對引導電極可以包括沿流道中的流體的主流方向設置的直線部，以及設置成從直線部朝著預定分支通道改變方向的改變部。切換部可以被設置在直線部和方向改變部之間。根據本發明的另一實施方式，提供了包括流道裝置、測量單元以及信號發生單元的顆粒分選裝置。該流道裝置包括流道、多個分支通道、測量電極單元和分選電極單元。形成該流道，使得包含顆粒流體在其中流動。該多個分支通道從流道分支。該測量電極單元被設置在流道的第一位置上。該分選電極單元包括具有第一面積的第一電極以及具有不同於第一面積的第二面積的第二電極，並且第二電極與第一電極相對，使得將流道夾在第一電極和第二電極之間。此外，該分選電極單元被設置在從流道的第一位置下遊側的第二位置上，並被構造成在流道中形成引導電場，其將顆粒引導至多個分支通道中的預定分支通道。該測量單元被構造成通過將AC電壓施加至所述測量電極單元來測量取決於所述顆粒的阻抗。信號發生單元（信號生成單元）被構造成基於所測量的阻抗產生指示通過所述引導電場分選所述顆粒的分選信號，並將所述分選信號施加至所述分選電極單元。該分選電極單元可以包括切換顆粒的流動方向的切換部。所述信號發生單元可以被構造成根據基於所測量的阻抗的所述顆粒的分選處理來控制施加至所述切換部分的電壓信號。根據本發明的另一實施方式，提供了包括以下步驟的顆粒分選方法。包含顆粒的流體在流道中發生流動。通過將AC電壓施加至設置在所述流道的第一位置上的測量電極單元來測量取決於所述顆粒的阻抗。基於所測量的阻抗產生指示分選所述顆粒的分選信號。通過將所產生的分選信號施加至分選電極單元，在所述流道中形成引導電場，所述引導電場將所述顆粒引導至從所述流道分支的多個分支通道中的預定分支通道，所述分選電極單元包括具有第一面積的第一電極以及具有不同於所述第一面積的第二面積的第二電極，並被設置在所述流道的所述第一位置的下遊側的第二位置上，所述第二電極與所述第一電極相對，使得將所述流道夾在所述第一電極和所述第二電極之間。如上所述，根據本發明的實施方式，可以適當地分選顆粒。如附圖中所示，按照其最佳模式的實施方式的以下詳細描述，本發明的這些和其他目的、特徵以及優點將變得更顯而易見。附圖說明圖1是示出了根據本發明實施方式的顆粒分選裝置的結構的示意圖；圖2是示出了根據圖1中所示的第一實施方式的流道裝置的實例的透視圖；圖3是示出了圖2中所示的分選單元的示意結構的透視圖；圖4是示出了分選單元的平面圖；圖5是沿線A-A截取的分選單元的截面圖；圖6是用於說明流道中的分選單元的操作的示圖；圖7是示出了分選電極單元的部分尺寸的實例的示圖；圖8A是示出了在x-y平面上、在z=10μm的位置的電場強度分布的示圖，而圖8B是示出了在y-z平面上、在x=50μm的位置的電場強度分布的示圖；圖9A是示出了在y-z平面的右側y方向上，在x=50μm的位置所產生的介電泳力的強度分布的示圖，而圖9B是示出了在左側y方向上所產生的介電泳力的強度分布的示圖；圖10A是示出了在y-z平面向上的向上z方向上，在x=50μm的位置所產生的介電泳力的強度分布的示圖，而圖10B是示出了在向下的z方向上所產生的介電泳力的強度分布的示圖；圖11是示出了在z方向上的正介電泳力和負介電泳力在高度z的位置上進行切換的邊界上、在y方向上操作的介電泳力的程度的示圖；圖12是示出了在顆粒從y方向上的不同位置流進引導電極結構的流道區域中的情況下顆粒軌跡的模擬結果的示圖；圖13是示出了根據本發明第二實施方式的流道裝置的分選單元的示意性透視圖。圖14是圖13中所示的分選單元的示意性平面圖；圖15是示出了具有流道裝置的顆粒軌跡的模擬結果的示圖；圖16A和16B是分別示出了根據第一實施方式和第二實施方式的引導電極結構的臨近部分的設計實例的示圖；圖17是示出了根據本發明第三實施方式的流道裝置的分選單元的示意平面圖；圖18是示意地示出了根據另一實施方式的引導電極結構的平面圖；圖19是示意地示出了根據另一實施方式的引導電極結構的平面圖；圖20是示意地示出了根據另一實施方式的引導電極結構的平面圖；圖21是示出了根據本發明第四實施方式的流道裝置的分選電極單元的平面圖；圖22是主要示出了圖21中所示的分選電極單元的公共電極的平面圖；圖23A是示出了在z=10μm的流道深度的電場強度分布的示圖，圖23B是示出了在z方向上所產生的介電泳力中的僅在向上方向所產生的介電泳力的強度分布的示圖，而圖23C是示出了利用圖23A中所示的電場在z方向上所產生的介電泳力中的僅在向下方向所產生的介電泳力的強度分布的示圖；圖24A至24C是分別示出了在20μm的通道深度上，對應於圖23A至23C的強度分布的示圖；圖25是用於說明在電壓V1、V2以及Vx施加至電極的情況下顆粒的行為的示圖；以及圖26是在y方向上所觀看到的圖25的示圖。具體實施方式在下文中，將參照附圖來描述本發明的實施方式。（顆粒分選裝置的結構）圖1是示出了根據本發明實施方式的顆粒分選裝置的結構的示意圖。顆粒分選裝置100設置有流道裝置50、測量單元60和分析單元70。在流道裝置50中，從其上遊側，設置有輸入單元3、流道（主流道）2、測量電極單元4、分選單元5、分支通道2a和2b、顆粒取出單元6和7以及流出單元（flowageunit）10。例如，通過利用泵（未示出），將包含作為顆粒C的細胞的流體（液體）輸入到單元3中。作為包含顆粒C的液體，可以主要使用生理鹽水。在包含懸浮顆粒（諸如白血細胞、聚苯乙烯珠等的活細胞）的正常鹽溶液在流道中流動的情況下，在如後面將描述的流道中產生電場，由於該結果，顆粒受到負介電泳力。從輸入單元3輸入的液體在流道2中流動。液體的主流方向是圖1中的x方向。在測量單元60中，具有在預定頻率範圍內任意頻率的AC電壓被施加至測量電極單元4。例如，關於在流道2中流動的單個細胞，對於在AC電壓的頻率範圍（例如，0.1MHz到50MHz）內的多點頻率（三個以上的點，典型地，大約10到20個點），測量了取決於各個細胞的復介電常數，其中發生介電弛豫現象。應注意，從測量電極單元4所獲得的檢測信號，測量單元60測量阻抗，並從所測量的阻抗由已知的電轉換表達式來獲得復介電常數。電等價於復介電常數的量的實例包括復阻抗、復導納、復電容、復電導等。通過簡單的電量轉換，那些可以彼此進行轉換。此外，復阻抗或復介電常數的測量包括僅實部的測量或僅虛部的測量。分析單元70接收由測量單元60所測量的顆粒C的復介電常數的信息，基於復介電常數來確定顆粒C是否必須被分選，並在顆粒必須被分選的情況下，產生分選信號。在這種情況下，分選單元70充當信號發生單元。從輸入單元3輸出多種顆粒C，分選單元5將作為目標的顆粒C分選到顆粒取出單元6中，並將剩餘的顆粒C分選到顆粒取出單元7中。分選單元5具有分選電極單元8。其上設置有分選電極單元8的位置（第二位置）是來自其上設置有測量電極單元4的位置（第一位置）的下遊側。測量單元60和分析單元70可以由硬體形成或由硬體和軟體兩者形成。測量單元60和分析單元70物理上可為一個裝置。根據從分析單元70輸出的分選信號，將DC或AC驅動電壓施加至分選電極單元8。結果，分選電極單元8在流道2中產生引導電場。該引導電場是這樣的引導電場，使得將顆粒C引導至多個分支2a和2b中的預定的一個。將在後面詳細地描述分選電極單元8。分支2a和2b是從流道2分支的流道。分支通道2a連接至顆粒取出單元6，而分支通道2b連接至顆粒取出單元7。例如，在引導電場不由分選電極單元8產生的情況下，顆粒C經過分支通道2b流動至顆粒取出單元7。另一方面，在由分選電極單元8在流道2中產生引導電場的情況下，顆粒C經過分支通道2a流動至顆粒取出單元6。顆粒取出單元6和7與流出單元10連通。通過使用泵等，經過顆粒取出單元6和7的液體從流出單元10排出至外部。此處，當將電場施加至在液體中存在的顆粒C時，由於媒介（液體）和顆粒C之間的極化率的差異而產生了感應偶極矩。在所施加的電場的空間分布，即，電通量密度的空間分布不均勻的情況下，在顆粒C的鄰近中的電場強度不同，由於感應偶極子產生了由表達式（1）所表示的介電泳力。在表達式（1）中，ε’m、εv、R以及Erms分別表示媒介、真空介電常數、顆粒半徑以及所施加電場的RMS值的復相對介電常數（復相對介電常數由表達式（2）來定義）的實部。此外，K是在表達式（3）中所表示的Clausius-Mossotti函數，並且ε*p和ε*m分別表示顆粒C的電介常數以及媒介的介電常數。如上所述，在日本專利翻譯公開號2003-507739中，注意力集中在顆粒類型之間K的差異上，並且通過僅使用介電泳方法來分選顆粒。相反，根據本發明的顆粒分選裝置100不使用顆粒類型（頻率依賴性）之間的介電泳力的差異。根據從分析單元70所發送的分選信號，顆粒分選裝置100開啟和關閉引導電場，或實施振幅調製和應用，並且即使顆粒組在顆粒尺寸中或物理性能上具有變動，通過足夠的介電泳力，僅對作為分選目標的顆粒C實施分選。在下文中，作為目標的顆粒C被稱為目標顆粒，其通過分選電極單元8產生引導電場而被引導至分支通道2a。在下文中，在沒有產生引導電場的情況下被引導至分支通道2b的顆粒C稱為非目標顆粒。目標顆粒和非目標顆粒分別是例如正常細胞和死細胞或癌細胞。存儲裝置（未示出）事先僅須存儲目標顆粒的復介電常數範圍的信息（和/或非目標顆粒的復介電常數範圍的信息）。該存儲裝置是通過至少分析單元70可存取的裝置。基於在存儲裝置中所存儲的信息，分析單元70確定由測量單元60來測量的顆粒C的復介電常數是否落入目標顆粒的復介電常數的範圍內（顆粒C的復介電常數是否落入非目標顆粒的復介電常數的範圍內）。在通過測量單元60來測量復介電常數之後立即實時進行確定。然後，在分析單元70確定作為測量目標的顆粒C是目標顆粒的情況下，分析單元70輸出分選信號並將預定的驅動電壓施加至分選電極單元8。（流道裝置）（第一實施方式）圖2是示出了圖1中所示的流道裝置50的實例的透視圖。如圖2中所示，流道裝置50具有晶片形狀，並包括基底（基板）12以及由聚合物膜等形成的片狀構件13。在基底12上，設置有流道2、分支通道2a和2b、充當輸入單元3的液體輸入單元3a、顆粒取出單元6和7以及流出單元10。通過基底12的表面上形成槽等，並且用片狀構件13覆蓋該表面來構造它們。輸入了包含顆粒C的液體的顆粒輸入單元3b具有在片狀構件13上形成的微小輸入孔3c。如果包含顆粒C的液體採用吸液管從上方滴到該輸入孔3c中，則在參與在流道2中流動的液體時，經由該輸入孔，液體流至流道2的下遊。因為該輸入孔3c很小，所以顆粒C不是共同地流入流道2中，而是逐一地流入其中。設置一對測量電極4a和4b，使得將輸入孔3c設置在其間。在片狀構件13的前表面上設置測量電極4a，而在片狀構件13的後表面上設置測量電極4b。用片狀構件13來覆蓋顆粒取出單元6和7的上部。片狀構件13採用液吸管粘住，並且經由液吸管將顆粒C取出。測量電極單元4電連接至電極焊盤（電極片，電極墊）14。電極焊盤14連接至測量單元60。測量單元60通過電極焊盤14對測量電極單元4施加AC電壓，並通過電極焊盤14接收來自測量電極單元4的檢測信號。分選單元5中的分選電極單元8電連接至電極焊盤15。通過電極焊盤15，分析單元70將驅動電壓施加至分選電極單元8。通孔26是用於固定的孔。圖3是示出了圖2中所示的分選單元5的示意結構的透視圖。圖5是沿圖4的線A-A截取的分選單元5的截面圖。分選電極單元8設置有具有第一面積的公共電極（第一電極）81以及各個具有不同於第一面積的第二面積的引導電極（第二電極）83。在該實施方式中，第二面積小於第一面積。在以下描述中，一對引導電極83和84稱為「引導電極結構82」。例如，在片狀構件13的後表面側上設置公共電極81，而在流道2中的底表面2d上設置引導電極結構82。上遊側上的公共電極81和引導電極結構82的端部設置在與顆粒輸入單元3b有關的下遊側上，而其在下遊側上的端部設置在與分支通道2a和2b有關的上遊側上。例如，可在片狀構件13的前表面側上設置公共電極81。公共電極81起接地電極的作用。例如，如圖4中所示，公共電極81在y方向上具有寬度（第一寬度），其基本上與y方向上流道2的寬度相同，並在x方向上具有長度，至這樣的程度使得用其覆蓋引導電極結構82。典型地，公共電極81具有平坦的矩形形狀。在x方向上公共電極81的長度可以以預定長度長於或短於引導電極結構82的長度。引導電極的數量是多樣的，例如，兩個。在液體流動的方向上，引導電極83和84各自具有細長形狀（帶狀或軌道狀）。在y方向上的引導電極83或84的一個寬度（第二寬度）被形成為小於公共電極81的寬度。引導電極結構82包括沿x方向設置的直線部82a，其為液體的主流方向，以及設置成使得從直線部82a朝向分支通道2a改變方向（即，設置成使得彎曲）的方向改變部82b。稍後將描述彎曲角度α（參見圖4）。直線部82a充當顆粒的接近部分（進入部分，approachsection），直到方向改變部82b。如圖4中所示，直線部82a被設置成使得更靠近在流道2中y方向上的分支通道2b側。更具體地，在直線部82a中，在與分支基準線（參考線）J有關的分支通道2b上設置在流道2中y方向上內側上的引導電極83與外側上的引導電極84之間的區域（面積）。該分支基準線J表示在y方向上的分支通道2a和2b的分支點的位置。該分支基準線J基本上是y方向上的流道2中的中心位置。例如，由分析單元70所運行的AC電源75將AC電壓施加至公共電極81和引導電極結構82。公共電極81連接至如上所述的地，並基板上保持0V。兩個引導電極83和84各自充當有源電極，其基本上在相同的電位下驅動。將具有10V到30V幅度的驅動電壓施加至那些電極。AC驅動電壓的頻率是1kHz到100MHz。如圖4中所示，設置在顆粒輸入單元3b中的輸入孔3c被設置在與分支基準線J相關的y方向上的分支通道2b上。利用該結構，從輸入孔3c輸入的顆粒C能夠通過與分支基準線J相關的y方向上的分支通道2b，並能夠通過引導電極結構82之上。典型地，通過顆粒輸入單元3b輸入的顆粒之間的間隔各自至少設定成等於或長於在x方向上分選電極單元8的長度的距離。這是因為分選單元5典型地實施每個顆粒C的引導電場的施加以及其停止的任何之一，由此對每個顆粒C進行分選。可以適當地設置液體的流速（顆粒C的移動速度），例如，設置成大約幾mm/s。該速度能夠由泵（未示出）來控制。在驅動電壓未施加至分選電極單元8的情況下，沒有形成引導電場。在這種情況下，當維持在y方向上的位置時，引導電極結構82之上的非目標顆粒通過分選電極單元8，並隨同液體的流動而整體地流入分支通道2b中（參見，顆粒C2）。在驅動電壓施加至分選電極單元8的情況下，朝著y方向的介電泳力被引導電場提供至引導電極結構82之上的目標顆粒。如後面將描述的，引導電場為目標顆粒提供這樣的介電泳力，使得目標顆粒設置在兩個引導電極83和84之間。因此，目標顆粒隨液體移動以便被設置在引導電極83和84之間。結果，目標顆粒C1流入分支通道2a中。在目標顆粒流入分選電極單元8中之前的時刻，將驅動電壓施加至引導電極83。根據從輸入孔3c到分選電極單元8的距離、液體的流速等，來預設驅動電壓的施加的時刻。A.產生原理介電泳力具有在從具有較強電場的區域到具有較弱電場的區域的方向上被形成的特性。電場強度的差異越大，介電泳力則變得越大。在本技術中，在引導電極83和84之間形成具有較弱電場的區域。結果，在從例如引導電極83（或84）的邊緣到引導電極83和84之間的中心的區域中，產生電場強度的差異。通過使引導電場成為這樣的狀態，目標顆粒C1被定位在引導電極83中的區域中。B.分選電極單元的實例圖7是示出了分選電極單元的部分的尺寸實例的示圖。圖8至10是各自示出了電場強度分布的模擬結果的示圖，其用於說明圖7中所示的分選電極單元產生的引導電場。在實際情況中，本發明的申請人可以公開作為彩色圖的圖8至10。如圖7中所示，提供了具有矩形的平行六面體形狀的流道2A。作為流道2A的尺寸，在主流方向上（x方向）的長度、寬度以及高度分別設定成Lch（=100μm）、Wch（=100μm）以及Hch（=50μm）。在主流方向上的公共電極81的長度及其寬度分別設定成Lch和Wch。在主流方向上的各個引導電極的長度及其寬度分別設定成Lch和Wel（=10μm）。此外，引導電極結構82中的間隙區域的寬度設定成Wgap（=30μm）。在這種情況下的電場E的單位是KV/m。圖8A示出了在x-y平面在高度方向上，在z=10μm的位置的電場強度分布。圖8B示出了在y-z平面在主流方向上，在x=50μm的位置的電場強度分布。在y方向上的0μm到100μm的範圍中，引導電極（83和84）分別設置在25μm到35μm以及65μm到75μm的範圍內。圖9A示出了僅在圖中右側產生的介電泳力的強度分布，所述介電泳力在y-z平面的y方向上，在x=50μm的位置進行操作的介電泳力FDEPy中。類似地，圖9B示出了僅在圖中左側產生的介電泳力的強度分布，所述介電泳力在y-z平面上，在x=50μm的位置的介電泳力FDEPy中。圖10A示出了僅在圖中向上產生的介電泳力的強度分布，其在y-z平面的z方向上，在x=50μm的位置進行操作的介電泳力FDEPZ中。圖10B示出了僅在圖中向下產生的介電泳力的強度分布，其在y-z平面上，在x=50μm的位置的介電泳力FDEPZ。圖9A和9B示出了具有通過彼此換向所獲得的形式的分布，並同樣適用於圖10A和10B。例如，圖9A的白色區域表明分布左側操作的介電泳力，而圖9B的白色區域表明分布右側操作的介電泳力。這同樣適用於圖10A和10B。介電泳力可以基於以上表達式（1）進行計算。在這種情況下的介電泳力的單位是nN。在這些圖中，例如，如從圖8B可以看見的，在各個引導電極的邊緣附近產生最強的電場，而在引導電極（83和84）之間產生最弱的電場。此外，弱電場也存在於y方向上的0μm和100μm附近。通過參考圖10A和10B，可以發現，在相對於引導電極（83和84）之間的中心大約15μm的範圍內以及在z方向上大約30μm的範圍內產生介電泳力的強度梯度。結果，通過所形成的引導電場，比在z方向上的強度梯度更陡峭的在y方向上的強度梯度可以提供介電泳力，其吸引朝著引導電極83和84之間的中心的方向。在引導電極結構82的方向改變部82b中，在y方向上的顆粒的移動性能主要由方向改變部82b的彎曲角度α、在主流方向上液體的速度來確定。在介電泳力在向下的z方向上操作的區域邊界（由FDEPz=0所表示的曲面）上，根據在y方向上操作的介電泳力的程度來限定該移動性能。圖11是示圖，其示出了在z方向上的正介電泳力和負介電泳力在高度z的位置上進行切換的邊界上，在y方向上操作的介電泳力FDEPy（在這種情況下，包括被引導朝向引導電極83和引導電極84之間的中心的向右和向左介電泳力）的程度。從圖11可以發現，FDEPy在z方向上明顯地變化，並且當高度較低時且較強。即，取決於顆粒移動的高度方向上的平衡位置，待獲得的性能（即，FDEPy朝內側）顯著變化。高度方向上的該平衡位置顯著受顆粒的尺寸、或作用於來自流道的壁表面附近中的液體的顆粒的力的影響。圖12是示圖，其示出了在顆粒從y方向上的不同位置流進設置了引導電極結構82的區域中的情況下，顆粒的軌跡的模擬結果。圖12的上圖示出了在y方向上，而其下圖示出了在z方向上。如圖12的下圖中所示，在流入引導電極83中的區域的顆粒中，除了具有由點線和虛線所表示的軌跡的顆粒（yp，0=34μm）外的顆粒，移動通過沿引導電極83和84的路徑。通過更靠近在y方向上的引導電極83和84之間的中心的顆粒不太可能受向上的z方向上的介電泳力的影響，並且由朝內側的FDEPy以及在向下的z方向上的介電泳力，穩定地移動通過沿引導電極結構82的路徑。通過離y方向上的引導電極83和84之間的中心更遠距離的區域的顆粒更可能受向上的z方向上的介電泳力的影響，但通過朝內側的FDEPy所吸引至中心的力，而移動通過沿引導電極結構82的路徑。具有由點線和虛線所表示的軌跡的顆粒被帶入這樣的狀態，其中，在x=50μm附近，在z方向上的高度相對高，而FDEPy變小（參見圖11），因此，實際上顆粒在x方向上直走。此外，流入引導電極84之上的區域的顆粒（具有由實線表示的軌跡（yp，0=30μm））的顆粒）也示出了相同的結果。如上所述，通過根據該實施方式的流道裝置50，因為公共電極81的面積和引導電極83（和84）的面積彼此不同，所以分選電極單元8能夠在流道2中形成具有非均勻電通量密度的引導電場。此外，因為形成引導電場使得目標顆粒C1被引導至預定的分支通道2a，所以流道裝置50能夠適當地分選顆粒。此外，引導電極83和84的形狀是細長形狀。因此，當公共電極81的寬度長於引導電極83以及引導電極83和84的那些寬度時，在流道裝置50的製造中，增加了相對於公共電極81的定位的引導電極83和84的定位自由度。換言之，相對於公共電極81，引導電極83和84的精確對齊是不必要的。此外，結果，提高了流道裝置50的生產率，並因此可以節省成本。在該實施方式中，提供了兩個細長的引導電極83和84，因此容易形成引導電場，並且顆粒容易被引導至分支通道2a。因此，可以提高分選準確性。（第二實施方式）圖13是示意性透視圖，其示出了根據本發明第二實施方式的流道裝置的分選單元，而圖14是其示意性平面圖。在以下的描述中，與根據參照圖1到圖3等所描述的實施方式的那些顆粒分選裝置100和流道裝置50相同的部分、功能等的描述將被簡化或忽略，並且將主要描述不同點。根據該實施方式的引導電極結構182具有設置在其上遊側的端部上的入口部182c。此處，直線部182a和方向改變部182b被設定為主體部。在入口部182c中，引導電極183和184之間的距離（第二距離）被形成為長於在主體部中其間的距離（第一距離）。在該實施方式中，在入口部182c中引導電極183和184之間的距離被形成為使得朝著上遊側增加。更具體地，將引導電極183和184兩者均彎曲，使得其方向從主流方向朝上遊側改變。公共電極（未示出）具有與根據第一實施方式的公共電極81相同的形狀等。由於如上述的引導電極結構182的入口部182c的形狀，即使在y方向上的位置取決於顆粒C而變化，在引導電極結構182的主體部中，顆粒C也可以被吸入引導電極183和184之間的區域中。即，在直到流道2中的分選電極單元的區域中，可以在y方向上的顆粒位置的允許的範圍設置為更大。此外，提高了輸入孔3c（參見圖2）的定位的自由度。圖15是示出了利用圖13和圖14中所示的流道裝置的顆粒軌跡的模擬結果的示圖。該模擬的目的與參照圖12所述的相同。在圖15中所示的模擬中，在y方向上，具有類似於圖12情況的相同變化的顆粒被完全地吸引至引導電極183和184之間的區域。應注意，圖16A和圖16B是分別示出了根據第一和第二實施方式的引導電極結構82和182的入口部的設計實例的示圖。這些圖的值可以是圖7的下部上的表格中所示的值。為了通過引導電場高效地引導顆粒，根據例如液體材料、或顆粒的速度，考慮到顆粒尺寸、流道的高度、寬度，可以設計入口部的彎曲角度、尺寸、形狀等。作為實例，如圖14中所示，上遊側上的入口部182c端部的寬度t1被設計如下。該寬度t1被設定成大於從設置在y方向上的分支通道2b（第二分支通道）上的內側表面2g（來自流道2的彼此相對的內側表面2f和內側表面2g），到y方向上的分支通道2a（第一分支通道）和分支通道2b的分支位置的距離（即，到分支基準線J的距離）。可替換地，如圖14中所示，引導電極結構182被設計成使得在分支通道2a側上在y方向上，一對引導電極183和184的引導電極183的入口部（182c）的至少一部分，被設置在從分支通道2a和2b的分支位置的y方向上的分支通道2a側上。可替換地，考慮到在y方向上顆粒存在的位置變化，可設計入口部182c的引導電極183和184之間的距離。例如，在y方向上的該變化以正態分布的方式表示時，在標準偏差σ的情況下，在上遊側上的入口部182c端部的寬度t1可以被設定成具有大於σ的寬度的寬度（超過1σ）。（第三實施方式）圖17是示出了根據本發明第三實施方式的流道裝置的分選單元的示意性平面圖。分選單元55包括引導電極結構282，其沿x方向被分段成多個分段電極。例如，引導電極283和284在長度方向上各自被分段成三部分（283a到283c以及284a到284c）。方向改變部的分段電極283b、283c、284b以及284c連接至延遲電路56。在入口部中的分段電極284a和284b未連接至延遲電路56。例如，在流道裝置的操作期間，驅動電壓被施加至接近部分中的分段電極284a和284b，使得這些電極一直開啟，或者，在這些電極被認作一直開啟的周期中，驅動電壓可施加至其上。此外，在同步的驅動電壓施加至分段電極283b和284b的時刻後，同步的驅動電壓施加至分段電極283c和284c。根據液體的流速以及下面描述的顆粒的輸入周期，適當地設置延遲時間。在分選處理之前，在設置分選電極單元的區域中，預設顆粒的輸入周期，使得多個顆粒在主流方向上存在。例如，在預定的液體的流速中，輸入周期對應於分段電極283b（283c）和284b（284c）之間的間距。輸入周期當然可以長於該周期。例如，根據先前輸入並在下遊側上的目標顆粒C1的流動，顆粒分選裝置將驅動電壓的施加由分段電極283b（284b）切換至分段電極283c（284c）。結果，目標顆粒C1被引導至分支通道2a。因此，在當其後輸入並在上遊側的非目標顆粒C2流入分段電極283b和284b之間的區域中時的時刻，如上所述，施加至分段電極283b和284b的驅動電壓關閉。因此，使得非目標顆粒C2流入分支通道2b中。根據該實施方式，可以使得多個顆粒沿主流方向流入其中設置了分選電極單元的區域中，所以提高了分選處理的吞吐量。應注意，在該實施方式中，引導電極結構282的入口部的分段電極283a和284a具有朝上遊側延伸的形狀，但在主流方向上可具有如第一實施方式中的直線（線形）形狀。（另一實施方式）圖18到圖21是各自示意性地示出了根據另一實施方式的引導電極結構的平面圖。在圖18中所示的引導電極結構382中，在內側上的引導電極383的入口部383c被形成為長於入口部384c，並接近流道2的側壁。在圖19中所示的實例中，僅提供了一個引導電極482。取決於顆粒的尺寸、流道2的尺寸等，存在僅一個引導電極482就足夠的情況。在圖20中所示的實例中，流道2的主流方向以及分支通道22b的流動方式是基本上相同的方向（x方向）。適當設置相對於分支通道22b的分支通道22a的角度。本發明不限於上述實施方式，並可以實現如下各種其他實施方式。作為根據以上實施方式的引導電極結構，使用兩個引導電極作為實例。然而，可提供三個以上的引導電極。施加至根據以上實施方式的分選電極單元的驅動電壓被設定為交流，但可以是直流。參照圖13和圖14，代替根據所述實施方式的引導電極結構182的入口部182c，可使用入口部的如下結構。即，例如，可形成引導電極83，使得入口部的引導電極之間的距離朝上遊側逐步增加。可替換地，作為另一實例的入口部，可直線地朝上遊側形成引導電極之一，並可形成其他引導電極以便與相對於直線地形成的入口部相距。在圖17中所示的流道裝置中，方向改變部的電極是在x方向上的分段電極（283b、283c、284b以及284c）。然而，方向改變部的電極可以不是分段電極，而可以是在x方向上的一個電極。即，在這種情況下，引導電極結構具有分段電極（在入口部中的電極以及在方向改變部中的電極），其在x方向上被分段成兩個。在圖4中等所示的兩個引導電極82和83的方向改變部82b的彎曲角度α被設定成相等，但可以是不同角度。根據以上實施方式的流道、分支通道等是直線形狀，但可以是曲線形狀。流道的截面形狀是矩形，但可以是圓形、卵形、除四邊形外的多邊形，或通過組合這些形狀所獲得的形狀。公共電極的形狀是矩形，但可以是圓形、橢圓形、卵形、多邊形，或其他任何形狀。此外，公共電極的形狀可以是取決於流道2的形狀的不同形狀。測量單元測量取決於顆粒的阻抗，但可測量取決於顆粒的螢光強度或散射光強度。基於通過測量所獲得的值，分析單元產生分選信號。（第四實施方式）圖21是示出了根據本發明第四實施方式的流道裝置的分選電極單元的平面圖。圖22是主要示出了圖21中所示的分選電極單元的公共電極的平面圖。如圖21中所示，根據本實施方式的分選電極單元具有按從上遊側的次序設置的上遊部分63（包括入口部61以及直線部62）、切換部64以及方向改變部65。即，在作為主流方向的x方向上，在上遊部分63和方向改變部65之間設置切換部64。在作為主流方向的x方向上，以預定的間隔設置上遊部分63、切換部64以及方向改變部65。在傾斜的方向上形成方向改變部65，使得從主流方向朝兩個分支通道2a以及2b的分支通道2b偏離。上遊部分63和方向改變部65各自由形成為被伸長的一對平行電極（一對引導電極）構成。另一方面，切換部64由形成為被伸長的單個電極形成。如圖22中所示，在流道2之上提供公共電極68，以便與設置在流道2的底表面2d上的電極相對，即，以便覆蓋在平面圖中的上遊部分63、切換部64以及方向改變部65。如在以上實施方式中，那些電極電連接至充當信號發生單元的分析單元70以及AC電源75。應注意，在圖21和圖22中，作為實例，引線69連接至電極，但該引線69在第一實施方式到第三實施方式中未示出。此外，在該實施方式中，在y方向上，入口部61的一部分以及公共電極68的兩側都伸出流道2的側壁外。可以設計這樣的電極配置。信號發生單元將電壓V1和V2分別施加至上遊部分63和方向改變部65，並在預定的定時將電壓Vx施加至切換部64。將具有預定相對高的頻率（例如100kHz到100MHz）的AC電壓施加至上遊部分63和方向改變部65。另一方面，基於由測量單元60所測量的復阻抗，根據顆粒的分選處理，以定時電壓的方式，將電壓施加至切換部64。即，在要被切換的時刻，信號發生單元將電壓施加至切換單元64，以便切換顆粒流動的方向，如後面將描述的。圖23A是示出了在x-y平面上、在z=10μm的流道深度的電場強度分布的示圖。圖23B是示圖，其示出了在x-y平面上、僅從底表面2d到頂表面2e（參見圖26）的方向上（適宜地向上方向）所產生的介電泳力的強度分布，其來自通過圖23A中所示的電場在z方向上在z=10μm的深度上所產生的介電泳力FDEPz。圖23C是示圖，其示出了在x-y平面上、僅從頂表面2e到底表面2d的方向上（適宜地向下方向）所產生的介電泳力的強度分布，其得自通過圖23A中所示的電場在z方向上的z=10μm的深度上所產生的介電泳力FDEPz。圖24A是對應於圖23A並示出了在x-y平面上的z=20μm的流道深度上，電場強度分布的示圖，而24B和圖24C是分別對應於圖23B和圖23C並示出了在x-y平面上的z=20μm的流道深度上，在z方向上（向上以及向下方向）所產生的介電泳力強度分布的示圖。在y方向上的流道的寬度以及流道的高度與圖7中所示的那些相同。此外，圖23和圖24示出了在切換部64的整個部分上、在下遊側的上遊部分63的端部上、以及在上遊側的方向改變部65的端部上的電場以及介電泳力。觀看示圖的基本方法與圖8到圖10的相同。此處，流道2的底表面2d的高度位置設成z=0。此外，在那些圖中，如上所述，當電壓V1和V2分別施加至上遊部分63和方向改變部65，並且電壓Vx施加至切換部64時的電場以及介電泳力。在實際情況中，本發明的申請人可以公開作為彩色圖的圖23到圖24。如在以上實施方式中所描述的，在上遊部分63和方向改變部65中，通過形成從流道2的高度中的中心部分朝底表面2d逐漸減弱的電場，來形成引導電場，使得顆粒C被吸引至底表面2d。另一方面，在切換部64附近，當電壓Vx施加至切換部64時，從底表面2d朝頂表面減弱的非均勻電場，以便在切換部和設置在其上的公共電極68之間產生介電泳。因此，當施加電壓Vx時，顆粒C被吸引至上部。圖25是用於說明在電壓V1和V2施加至電極的情況下，顆粒行為的示圖。圖26是在y方向上觀看圖25時的示圖。在流道高度等於或小於流道寬度的情況下，在層流的條件下，在流道寬度方向（y方向）的中心部分上的高度方向上產生拋物線形流速分布。由於該分布，在流道高度的中心附近中流動的顆粒C被吸引至施加了電壓V1的上遊部分63中的下壁，並降低了其速度。此外，以相同方式在施加了電壓V2的方向改變部65中來引起這樣的狀態。如圖25和圖26所示，在電壓V1和V2施加至上遊部分63和方向改變部65的狀態下，在電壓Vx未施加至切換部64的情況下，在上遊部分63中被向下吸引的時，當保持高度時，顆粒C通過切換部64，並移動至方向改變部65。結果，顆粒C受到在向下方向上以及流道寬度方向上的部件（成分）的介電泳力，因此可以改變其在流道2中的寬度方向上的位置。即，改變在方向改變部65中的方向，由此被引導至分支通道2b。另一方面，在電壓V1和V2施加至上遊部分63和方向改變部65的狀態下，在電壓Vx施加至切換部64的情況下，在上遊部分63中的底表面2d側上流動的顆粒C受到切換部64中向上方向上的強介電泳力，並因此移動至流道高度中的中心位置附近，並在流動方向上加速。因此，顆粒C移動至方向改變部65，但在向下方向上以及流道寬度方向上，它可以足夠地獲得介電泳力，所以從流道寬度方向上的上遊部分63中的流動位置，顆粒C幾乎不改變它的位置。結果，顆粒C被原樣引導至分支通道2a。如上所述，通過根據該實施方式的設置有分選電極單元的流道裝置、通過在通過切換部64時切換電壓Vx的開和關，可以可靠地切換顆粒C的流動方向。尤其是，響應於切換部64的電壓的切換定時，實施分選操作，所以與根據以上實施方式的流道裝置相比，實現了高速分選處理。應注意，在以上實施方式中，向上方向和向下方向與重力的方向無關，並且為了方便說明來定義。可以將以上實施方式的特性部分中的至少兩個特性部分進行組合。應注意，本發明可以採取以下構造。（1）一種流道裝置，包括：流道，包含顆粒的流體在其中流動；從所述流道分支的多個分支通道；電極單元，包括具有第一面積的第一電極以及具有不同於所述第一面積的第二面積的第二電極，並被構造成在所述流道中形成引導電場，其將所述顆粒引導至所述多個分支通道中的預定分支通道，所述第二電極與所述第一電極相對，使得將所述流道夾在所述第一電極和所述第二電極之間。（2）根據條目（1）的流道裝置，其中，所述第一電極是在所述流道的寬度方向上具有第一寬度的電極，以及所述第二電極是在所述流道的所述寬度方向上具有小於所述第一寬度的第二寬度的細長電極。（3）根據條目（2）的流道裝置，其中，所述第二電極包括沿所述流道中的所述流體的主流方向設置的直線部，以及方向改變部，被設置成從所述直線部朝所述預定分支通道改變方向。（4）根據條目（1）至（3）中的任何一個的流道裝置，其中所述電極單元包括多個第二電極。（5）根據條目（4）的流道裝置，其中所述多個第二電極中的至少兩個電極是沿所述流體的主流方向伸長的一對引導電極。（6）根據條目（5）的流道裝置，其中所述一對引導電極包括主體部，其中所述一對引導電極之間的距離是第一距離，以及入口部，被設置在所述一對引導電極的上遊側的端部上，並且其中所述一對引導電極之間的距離是長於所述第一距離的第二距離。（7）根據條目（6）的流道裝置，其中所述入口部中的所述一對引導電極之間的所述距離朝著所述上遊側逐漸增加。（8）根據條目（6）或（7）的流道裝置，其中所述多個分支通道包括作為所述預定分支通道的第一分支通道，以及鄰近所述第一分支通道的第二分支通道，並且所述第二距離長於從設置在所述流道的寬度方向上所述第二分支通道側上的所述流道的內側面到所述流道的所述寬度方向上所述第一分支通道和所述第二分支通道的分支位置的距離。（9）根據條目（6）或（7）的流道裝置，其中所述多個分支通道包括作為所述預定分支通道的第一分支通道，以及鄰近所述第一分支通道的第二分支通道，並且所述一對引導電極中設置在所述流道的寬度方向上的所述第一分支通道側上的所述引導電極的所述入口部的至少一部分被設置在與所述第一分支通道以及所述第二分支通道的分支位置相關的所述流道的寬度方向上的所述第一分支通道側上。（10）根據條目（4）到（9）中的任何一個的流道裝置，其中所述電極單元被構造成通過施加至所述多個第二電極的具有相同電位的電壓來形成所述引導電場。（11）根據條目（1）到（10）中的任何一個的流道裝置，其中所述第一電極是公共電極，並且所述第二電極是被主動施加電壓的電極。（12）根據條目（1）的流道裝置，其中所述電極單元包括切換所述顆粒的流動方向的切換部分。（13）根據條目（1）的流道裝置，其中所述電極單元包括沿所述流體的主流方向伸長並充當所述第二電極的一對引導電極，以及切換部分，被構造成切換所述顆粒的流動方向。（14）根據條目（13）的流道裝置，其中所述一對引導電極包括沿所述流道中所述流體的所述主流方向設置的直線部，以及方向改變部分，被設置成從所述直線部朝向所述預定分支通道改變方向，並且所述切換部分被設置在所述直線部與所述方向改變部分之間。（15）一種顆粒分選裝置，包括：流道裝置，包括流道，包含顆粒的流體在其中流動，從所述流道分支的多個分支通道，設置在所述流道的第一位置上的測量電極單元，以及分選電極單元，包括具有第一面積的第一電極和具有不同於所述第一面積的第二面積的第二電極，被設置在所述流道的所述第一位置的下遊側的第二位置上，並被構造成在所述流道中形成引導電場，所述引導電場將所述顆粒引導至所述多個分支通道中的預定分支通道，所述第二電極與所述第一電極相對，使得將所述流道夾在所述第一電極和所述第二電極之間；測量單元，被構造成通過將AC電壓施加至所述測量電極單元來測量取決於所述顆粒的阻抗；以及信號發生單元，被構造成基於所測量的阻抗產生指示通過所述引導電場分選所述顆粒的分選信號，並將所述分選信號施加至所述分選電極單元。（16）根據條目（15）的顆粒分選裝置，其中所述分選電極單元包括切換所述顆粒的流動方向的切換部分。（17）根據條目（16）的顆粒分選裝置，其中所述信號發生單元被構造成根據基於所測量的阻抗的所述顆粒的分選處理來控制施加至所述切換部分的電壓信號。（18）一種顆粒分選方法，包括：使包含顆粒的流體在流道中流動；通過將AC電壓施加至設置在所述流道的第一位置上的測量電極單元來測量取決於所述顆粒的阻抗；基於所測量的阻抗產生指示分選所述顆粒的分選信號；以及通過將所產生的分選信號施加至分選電極單元在所述流道中形成引導電場，所述引導電場將所述顆粒引導至從所述流道分支的多個分支通道中的預定分支通道，所述分選電極單元包括具有第一面積的第一電極以及具有不同於所述第一面積的第二面積的第二電極，並被設置在所述流道的所述第一位置的下遊側的第二位置上，所述第二電極與所述第一電極相對，使得將所述流道夾在所述第一電極和所述第二電極之間。本發明包含與分別於2012年4月3日和2013年1月23日在日本專利局提交的日本優先權專利申請JP2012-084551和日本優先權專利申請JP2013-010546中所公開的主題，將其全部內容結合於此作為參考。本領域的技術人員應當理解，根據設計要求和其他因素，可以進行各種修改、組合、子組合和變形，只要它們在所附權利要求或其等同物的範圍之內。