(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体物質と結合する異なる種類のプローブが固定され、ほぼ同一の外径を持つ複数の微粒子が、前記プローブの種類ごとに１次元又は２次元に配列される独立した異なる収納部に収納された容器と、前記微粒子の１個のみの通過を許容しない内径を持ち負圧に制御されているキャピラリの一端の開口部を前記微粒子の収納部に挿入して前記微粒子の１個のみを前記開口部に保持するキャピラリと、前記負圧を与えるための手段と、前記微粒子を所定の順に受け入れて微粒子グループを形成する容器と、前記キャピラリの微粒子を保持している開口部を前記微粒子グループを形成する容器の所定の位置に移動させる手段と、前記キャピラリが前記所定の位置に移動したとき前記キャピラリに正圧を与えるための手段と、前記キャピラリの移動および位置およびキャピラリに与える圧力を制御するコンピュータを備えることを特徴とする微粒子アレー作製装置。
【請求項２】
前記負圧に制御されているキャピラリの一端の開口部に前記微粒子の１個が保持されている状態を検出する手段を有し、微粒子の保持が確認できないとき、前記コンピュータは前記負圧に制御されているキャピラリの一端の開口部に前記微粒子を保持する操作を繰り返す請求項１記載の微粒子アレー作製装置。
【請求項３】
前記負圧に制御されているキャピラリの一端の開口部に前記微粒子の１個が保持されている状態が検出され、該微粒子が前記微粒子グループを形成する容器の所定の位置に移動され、且つ、前記キャピラリの一端の開口部に保持されている前記微粒子が前記キャピラリを負圧から正圧に切り換えられた後、前記微粒子グループを形成する容器に前記微粒子が収納されたかどうかを検出する手段を有する請求項１記載の微粒子アレー作製装置。
【請求項４】
前記プローブを固定されている微粒子が収納された微粒子グループを形成する容器が、該容器に収納された微粒子グループの各微粒子に固定されているプローブの種類の情報とともにユーザに提供される請求項１ないし３のいずれかに記載の微粒子アレー作製装置。
【請求項５】
生体物質と結合する異なる種類のプローブが固定され、ほぼ同一の外径を持つ複数の微粒子が、前記プローブの種類ごとに２次元に配列される独立した異なる収納部に収納された容器と、前記微粒子の１個のみの通過を許容しない内径を持ち負圧に制御されているキャピラリであって、前記２次元に配列された収納部の列の数を有するととともに列間だけ隔てて配列された複数のキャピラリの一端の開口部を前記２次元に配列された収納部の行単位に収納部に挿入して前記微粒子の１個のみを前記開口部に保持する複数のキャピラリと、前記負圧を与えるための手段と、前記微粒子を行単位で所定の順に受け入れて微粒子グループを形成する容器と、前記キャピラリの微粒子を保持している開口部を前記微粒子グループを形成する容器の所定の位置に移動させる手段と、前記キャピラリが前記所定の位置に移動したとき前記キャピラリに正圧を与えるための手段と、前記キャピラリの移動および位置およびキャピラリに与える圧力を制御するコンピュータを備えることを特徴とする微粒子アレー作製装置。
【請求項６】
前記負圧に制御されている複数のキャピラリの一端の開口部に前記微粒子の１個が保持されている状態を検出する手段を有し、微粒子の保持が１つでも確認できないとき、前記コンピュータは前記負圧に制御されている複数のキャピラリの一端の開口部に前記微粒子を保持する操作を繰り返す請求項５記載の微粒子アレー作製装置。
【請求項７】
前記負圧に制御されている複数のキャピラリの一端の開口部に前記微粒子の１個が保持されている状態が検出され、該微粒子が前記微粒子グループを形成する容器の所定の位置に移動され、且つ、前記複数のキャピラリの一端の開口部に保持されている前記微粒子が前記キャピラリを負圧から正圧に切り換えられた後、前記微粒子グループを形成する容器に前記微粒子が収納されたかどうかを検出する手段を有する請求項５記載の微粒子アレー作製装置。
【請求項８】
前記プローブを固定されている微粒子が収納された微粒子グループを形成する容器が、該容器に収納された微粒子グループの各微粒子に固定されているプローブの種類の情報とともにユーザに提供される請求項５ないし７のいずれかに記載の微粒子アレー作製装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微粒子をキャピラリや流路を設けたチップ内に配列させる方法および装置に関する。特に、ＤＮＡ、ＲＮＡ、およびタンパク質などの生体物質プローブを固定した微粒子を任意の順に配列して、種々の検査項目を一度に検査することができるようにしたプローブアレーを作成するための方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゲノム計画の進展とともにＤＮＡレベルで生体を理解し、病気の検査や生命現象の理解をしようとする動きが活発化してきた。生命現象の理解や遺伝子の働きを調べるには遺伝子の発現状況を調べることが有効である。この遺伝子の発現状況を調べる有力な方法として、スライドガラス等の固体表面上に数多くのＤＮＡプローブを種類毎に区分けして固定したＤＮＡプローブアレー、又はＤＮＡチップ、さらにプロテインチップが用いられてきている。
【０００３】
このようなチップを作る技術には、光化学反応と半導体工業で広く使用されるリソグラフィー技術を用いて、スライドガラス上に区画された多数のセルに、設計された配列のオリゴマーを１塩基ずつ合成していく方法（Ｓｃｉｅｎｃｅ  ２５１，  ７６７  −  ７７３  （１９９１）、又は複数種ＤＮＡプローブを各区画に１つ１つ植え込んでいく方法（Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．  ６９，  ５４３−５５１  （１９９７）、Ｎａｔ．  Ｂｉｏｔｅｃｈｎｏｌ．  １８，  ４３８−４４１  （２０００））等がある。
【０００４】
一方、微粒子にＤＮＡプローブを固定したものを用意し、これら複数種の微粒子を集めることで、プローブアレーを作成する方法が提案されている（Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ４３，  １７４９ッ１７５６  （１９９７）、Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  Ｎｏ．  １，  ８３ッ８４  （２００１）。微粒子を用いる利点は、溶液中の化学反応を利用したプローブ固定方法が利用できるため、微粒子毎にプローブ密度にばらつきのないプローブアレーを作成することができることである。
【０００５】
スライドガラス上のプローブアレーでは、オリゴマー作成位置、もしくは各ＤＮＡプローブやタンパク質プローブのスポット位置によりプローブ種を識別する方法をとっているが、プローブ固定化微粒子を用いたプローブアレーでは、プローブ毎に色分けした微粒子を用いること（Ｃｌｉｎｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ４３，  １７４９ッ１７５６  （１９９７））、またはキャピラリ内に並べる順序でプローブ種を識別する方法をとっている（Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  Ｎｏ．  １，  ８３−８４  （２００１））。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術では、ＤＮＡプローブアレー、又はＤＮＡチップの作製の何れの方法も１枚１枚のアレー毎に、ＤＮＡプローブを固定するか、オリゴマーを１塩基ずつ合成する必要があり、製作に手間と時間がかかり、制作費が高価になっている。また、プローブを固体表面に液滴としてのせて固定化するので区画ごとにばらつきが出る、プローブ種の組み合わせの変更が容易でない、使用者が容易に操作できない、等の難点がある。
【０００７】
以上の課題を解決するために、プローブを固体表面に固定することと、プローブを配列させることを別工程にした微粒子を用いたプローブアレー、すなわち微粒子アレーが提案された（Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔ  Ｎｏ．  １，  ８３−８４  （２００１）。この微粒子アレーを実用化し、キャピラリやチップ内に配置した微粒子アレーを安く販売するためには、任意のプローブ固定化微粒子を検査用途に合わせて選択し、思い通りに配列させる装置およびその方法を確立することが必須である。
【０００８】
これまでのところ、この技術として、微粒子を１個ずつ制御しながら液体の流れを利用してキャピラリ内に流し込む方法（特開平１１−２４３９９７）や、微粒子が１つしか入らない微細な穴が設けられたシート上に、溶媒とともに導入された複数の微粒子の中から１つの微粒子だけを保持して、保持したままシートをキャピラリあるいは平板に設けた溝の位置まで移動して並べていく方法（特開２０００−３４６８４２）が提案されている。しかしながら、これらの方法では、気泡の影響で微粒子をうまく取り込めない場合があり、確実性や操作性に問題がある。
【０００９】
このように、微粒子を思い通りに配列させる装置およびその方法は未だ確立されておらず、それを確立するための新しい方法、技術を提供することが本発明の目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明では、微粒子アレー作成方法および装置において、（１）使用するプローブ固定化微粒子の外径よりも小さい内径をもつ微粒子捕捉キャピラリを用意し、（２）微粒子捕捉キャピラリ内の吸引により、複数の微粒子が保持されている収納部の中から、微粒子１個のみを先端の開口部に吸着させて取り出し、（３）微粒子捕捉キャピラリの先端の開口部に吸着された微粒子を、微粒子を配列する微粒子アレー用キャピラリの開口部または前記微粒子が１つだけ通過できるように前記微粒子の外径よりはやや大きい幅を持つ出入口を有する流路を設けたチップの流路端部に位置させて、（４）微粒子捕捉キャピラリ先端の開口部に吸着されている微粒子を、微粒子アレー用キャピラリの開口部から微粒子アレー用キャピラリまたはチップの流路端部に注入する、ことによって簡易に、且つ、確実に微粒子アレーができるようにした。
【００１１】
【発明の実施の形態】
まず、ｍ×ｎ個の収納部を有する微粒子収納プレートと微粒子群と微粒子を修飾する複数種のＤＮＡ、ＲＮＡまたはタンパク質のプローブを用意する。微粒子は、ほぼ同一の外径のものを多数用意する。微粒子サイズは、外径３０〜１００μｍ程度の球状のものが好ましいが、キャピラリ先端の開口部による吸引、加圧の圧力と、微粒子捕捉キャピラリの外径と内径を最適化することで、外径が５μｍ〜１０ｍｍの範囲の微粒子を用いることも可能である。
【００１２】
薬さじを用いて微粒子収納プレートの各収納部に数ｍｇ単位で用意した微粒子を分配する。微粒子収納プレートの各収納部の列毎に、または収納部毎に、異なる種類のプローブを導入して、微粒子収納プレートの収納部の全ての微粒子表面にプローブを固定させる。これにより、収納部の位置によりプローブの種類が対応づけられるプローブ固定化微粒子群を複数種保持した微粒子収納プレートが用意でき、これを所定の位置に配置する。
【００１３】
一方、前記微粒子が１つだけ通過できるように前記微粒子の外径よりはやや大きい内径を有する微粒子アレー作成用キャピラリ、あるいは、前記微粒子が１つだけ通過できるように前記微粒子の外径よりはやや大きい幅を持つ出入口を有する流路を設けたチップを用意して、前記微粒子収納プレートとは異なる位置で、決められた場所に設置する。ここで、前記微粒子アレー作成用キャピラリやチップの流路の数は、使用する微粒子収納プレート１列の収納部の数ｍまたはｎに対応する数だけ用意し、微粒子収納プレートの収納部の間隔と同間隔で１列に配置するのが良い。また、前記微粒子アレー作成用キャピラリの開口端やチップの流路の一端から表面にプローブを固定された微粒子を供給されるから、これらの他端は、前記微粒子が通過できない微粒子の外径よりも小さい口を介して吸引ポンプにつなぎ、吸引しておく。
【００１４】
吸引および加圧が可能なポンプと、該ポンプに一端が接続されて、弁の切り替えにより、吸引と加圧が任意に選択できるチューブを用意する。このチューブの他端に微粒子捕捉キャピラリを取り付ける。前記微粒子捕捉キャピラリの内径は微粒子の外径よりも小さいものとして、チューブが吸引状態であるとき微粒子捕捉キャピラリの先端開口部に微粒子１個を吸着することが出来るが、キャピラリの通過を許容しないものにする。ここで、前記微粒子捕捉キャピラリの数は、使用する微粒子収納プレート１列の収納部の数ｍまたはｎに対応する数だけ用意し、微粒子収納プレートの収納部の間隔と同間隔で１列に配置するのが良い。また微粒子捕捉キャピラリの開放端、すなわち、微粒子捕捉キャピラリの微粒子を捕捉する１列に配置された先端は、全てを同じ高さに揃える。
【００１５】
プローブ固定化微粒子群を複数種保持した微粒子収納プレートおよび微粒子アレー作成用キャピラリやチップの流路を所定の位置に配置した状態で、微粒子捕捉キャピラリの先端を微粒子収納プレートの希望するプローブを固定した微粒子群を収納している収納部内へ導入する。チューブを吸引状態として、微粒子捕捉キャピラリ先端の開口部に微粒子を吸着させる。その後、先端の開口部に微粒子を吸着させている微粒子捕捉用キャピラリの先端を、微粒子アレー作成用キャピラリの開口部やチップの流路の一端に移動させ、両者が対向した位置になるようにする。前記チューブを加圧状態に切り換えて、微粒子捕捉用キャピラリの先端に吸着されている微粒子を、前記微粒子アレー作成用キャピラリの開口端やチップの流路の一端に移動させる。微粒子アレー作成用キャピラリやチップの流路の他端は、前記微粒子が通過できない微粒子の外径よりも小さい口を介して吸引ポンプにつなぎ、吸引されているから、微粒子アレー作成用キャピラリやチップの流路内に希望するプローブを固定した微粒子が導入されることになる。
【００１６】
これらの操作を微粒子を取り替えながら繰り返していくことにより、所望の配列のプローブを固定した微粒子列を持つ微粒子アレーあるいはチップが作成できる。これを、微粒子収納プレートの列単位で行えるように、前記微粒子アレー作成用キャピラリやチップの流路および微粒子捕捉キャピラリを微粒子収納プレートの列と同じ数の複数個を配置したものとすれば、作業の効率を上げることができる。
【００１７】
ところで、微粒子収納プレート収納部内で、微粒子捕捉キャピラリ先端の開口部に微粒子を吸着させたとき、微粒子捕捉キャピラリ先端に、理想的に微粒子が１つだけ吸着されるわけではなく、複数の微粒子がキャピラリの先端部の外周に付着している可能性がある。そのため、上記操作をする過程で、微粒子捕捉キャピラリ先端に微粒子が１つだけ吸着している状態になるようにすることができると有利である。このため、例えば、微粒子収納プレートの上部に、余計な付着微粒子を除去できる付着微粒子除去板を設けることが有利である。この付着微粒子除去板は、微粒子捕捉キャピラリの外径より大きい内径の貫通孔を有するものとする。また、この貫通孔の内径は、微粒子捕捉キャピラリの先端の開口部に吸着された微粒子が微粒子捕捉キャピラリとともに通過できる大きさのものとする。その結果、微粒子捕捉キャピラリが微粒子を吸着した後、付着した微粒子を含めて微粒子捕捉キャピラリが付着微粒子除去板の貫通孔を通して引き上げられるとき、微粒子捕捉キャピラリの先端部の外周に付着している複数の微粒子を強制的に削ぎ落とすことができる。この場合、捕捉キャピラリの開口部に吸着されている微粒子の先端に付着した微粒子は、付着微粒子除去板の貫通孔の側壁との接触で、直接、削ぎ落とすことは出来ないが、このような付着微粒子の付着力は弱いので、周りの付着微粒子が削ぎ落とされるのに引きずられて離れていくことになる。さらには、二つ目以降の微粒子をより確実に除去するために、付着微粒子除去板を微粒子捕捉キャピラリの先端部とともに、微粒子収納プレートの面上で横方向にずらして、微粒子収納プレートと付着微粒子除去板との境目で二つ目以降の微粒子を殺ぎ落とすことにするのが良い。付着微粒子除去板の貫通孔は、微粒子捕捉キャピラリを複数個設けるときには、これに対応した数だけ１列に設けるのが良い。
【００１８】
微粒子が、微粒子収納プレート収納部内で、純水等の溶媒とともに保持されている場合、使用する微粒子の外径の１．５倍程度の外径をもつ微粒子捕捉キャピラリを用いることで、空気と溶媒の境界で不必要な複数の微粒子は削ぎ落とされることになるから、このような場合には、付着微粒子除去板は必要としない。
【００１９】
ここで、微粒子捕捉用キャピラリの微粒子収納プレート収納部内への移動、微粒子捕捉用キャピラリの先端の開口部への微粒子の吸着、微粒子の吸着後の微粒子捕捉用キャピラリの微粒子アレー作成キャピラリあるいはチップの溝への移動は、いわゆるシーケンス制御をプログラムされたパソコンにより制御される電動マニピュレータにより行うのが良い。さらに、これらの操作に合わせた吸引および加圧の操作も、前記パソコンによるプログラム操作とするのが良い。
【００２０】
このように、本発明によれば、微粒子を各微粒子アレー作成キャピラリまたはチップの溝の中に、１つずつ配列させていくことにより、ＤＮＡ、ＲＮＡおよびタンパク質を対象とした微粒子アレー（微粒子グループを形成する容器）を確実に、効率的に、安価に作成することができる。さらに、本発明では、平面状の微粒子アレーの作成にも応用できる。
【００２１】
以下、本発明の実施例を図を参照して詳細に説明する。以下の説明では簡単のために、使用する微粒子の外径を０．１ｍｍとする。
【００２２】
（第１の実施例）
図１は、本発明の第１の実施例の微粒子アレー作成装置の装置構成の概略を模式的に示すものである。９は基台であり板状部材から構成される。ここで、以下の説明の便宜のために、基台９の構造を基礎に、図に示すようにｘ軸、ｙ軸およびｚ軸と定め、移動方向、相対的な位置関係等の説明が必要なときはこれによるものとする。
【００２３】
基台９には、プレート置き場２、洗浄槽３、複数の移動補助貫通孔４、および第１の画像センサ２２および第２の画像センサ２３が設けられる。
【００２４】
前記プレート置き場２は、浅い槽状に形成され、微粒子収納プレート１３がこの槽に挿入された形で位置決めされる。この微粒子収納プレート１３はｘ軸方向（列）にｍ個、ｙ軸方向（行）にｎ個、全部でｍ×ｎ個の収納部を有する。微粒子収納プレート１３の収納部には、被検査対象である生体物質と結合するプローブを固定した微粒子を保持する。なお、図１では、簡便のためにｍ＝４、ｎ＝５としたが、実際の構成例では、例えば、３．５ｍｍの直径の円形の上部開口、深さ９．６ｍｍを持つ収納部１を有するタイタープレートを設置しｘ軸方向に２４個（ｍ＝２４）、ｙ軸方向に１６個（ｎ＝１６）、合計３８４個の収納部を持つものを使用できる。
【００２５】
前記洗浄槽３には、微粒子捕捉キャピラリ８が微粒子を捕捉し、微粒子を微粒子アレー作成キャピラリに移した後、次の微粒子を捕捉する操作に移る前に、微粒子捕捉キャピラリ８の先端部および付着微粒子除去板１１が浸漬される。洗浄槽３には、コンタミを防止するに適した洗浄液が入れられるとともに、洗浄効果を高めるために超音波による振動が付加されたものとされる。
【００２６】
前記移動補助貫通孔４は、前記微粒子収納プレート１３のｙ軸方向に配列された収納部と平行し、且つ、同じ間隔でｎ個設けられている。移動補助貫通孔４は断面が円形であり、ｚ軸と平行な中心軸を持つ。移動補助貫通孔４は、後述するように、複数の微粒子捕捉キャピラリ群と複数の微粒子アレー用キャピラリ群とをガイドして、微粒子捕捉キャピラリの先端の開口部に吸着されている微粒子を微粒子アレー用キャピラリに移動させる補助をするものであるから、その内径は、これらのキャピラリが安全に動くことができるものとされる。例えば、微粒子捕捉キャピラリの外径を０．１５ｍｍ、内径０．０５ｍｍとしたときは、０．４ｍｍの直径を持つものとされる。
【００２７】
第１の画像センサ２２は、移動補助貫通孔４に平行して隣接した位置に設けられる。この画像センサ２２は、微粒子捕捉キャピラリが、前記移動補助貫通孔４に導入される前に、微粒子捕捉キャピラリ８の先端の開口部に微粒子が捕捉されているかどうかの確認のために使用される。第１の画像センサ２２の出力により、微粒子が捕捉されていない微粒子捕捉キャピラリ８の先端の開口部があることが分かったときは、微粒子捕捉キャピラリ８の微粒子が捕捉操作をやり直す。
【００２８】
第２の画像センサ２３は、第１の画像センサ２２と対向する位置で、基台９の下面側に設けられ、微粒子アレー用キャピラリ１５内に微粒子が導入されたかどうかの確認のために使用される。第２の画像センサ２３の出力により、微粒子アレー用キャピラリ１５内に微粒子が導入されなかったことが分かったときは、この微粒子アレー用キャピラリ１５は不良品である旨のデータをコンピュータに記録するとともに表示する。
【００２９】
微粒子捕捉キャピラリ８は、ｙ軸方向に平行に、且つ、前記微粒子収納プレート１３の収納部１と同じ間隔でｎ個設けられている。図の例では、５個であるが、上述のタイタープレートの例では、ｙ軸方向に平行に１６個設けられる。これらの微粒子捕捉キャピラリの先端部の位置をｚ軸方向でそろえ、且つ、群として扱えるように、第１ホルダ１０により固着保持する。ここで、微粒子捕捉キャピラリ８の一端は開口部として、前記収納部１に挿入されて開口部に微粒子を吸着するために使用される。また、微粒子捕捉キャピラリ８の一端は、付着微粒子除去板１１を介して収納部１に挿入されるから、第１ホルダ１０は、したがって、このために必要な長さだけ微粒子捕捉キャピラリ８の端部から離れた位置に設けられる。微粒子捕捉キャピラリ８の他端は、図示を省略したが、前述したように、吸引および加圧が可能なポンプに一端が接続されて、弁の切り替えにより、吸引と加圧が任意に選択できるチューブに接続される。
【００３０】
微粒子捕捉キャピラリ８が先端の開口部に微粒子を１つだけ吸引して捕捉できるためには、微粒子の外径をＲとする時、微粒子捕捉キャピラリ８の内径ＩＤは、ＩＤ≪Ｒなる関係を満たせば良い。つまり、微粒子の外径が０．１ｍｍの時、ＩＤ≪０．１ｍｍを満たす内径を持つ微粒子捕捉用キャピラリ８を使用すれば良く、上記した内径０．０５ｍｍの微粒子捕捉キャピラリ８を用いるのが適当である。
【００３１】
図１に示す例では簡単のために、ｙ軸方向に配列される５個の微粒子捕捉キャピラリ８を示しているが、上述のタイタープレートの例の構成では、例えば、１００ｍｍ×１５ｍｍの大きさ、１０ｍｍの厚さを持つ第１ホルダ１０に、内径０．０５ｍｍ、外径０．１５ｍｍ、長さ任意の微粒子捕捉キャピラリ８がｙ軸方向に間隔４．５ｍｍで１６本固定される。先端の開口部から第１ホルダ１０までの距離は、付着微粒子除去板の厚さを５ｍｍとすると、収納部１の深さ９．６ｍｍを考慮して約１５ｍｍとする。
【００３２】
１１は、前述した付着微粒子除去板であり、微粒子捕捉キャピラリの開口部に微粒子を吸着した際、先端部に付着した微粒子を除去する目的で設けられたものである。付着微粒子除去板１１には付着微粒子除去孔１４が、ｙ軸方向に平行に、且つ、前記微粒子収納プレート１３の収納部１と同じ間隔でｎ個設けられており、微粒子捕捉キャピラリ８とも対応している。図の例では、５個であるが、上述のタイタープレートの例の構成では、ｙ軸方向に平行に１６個設けられる。付着微粒子除去孔１４は断面が円形であり、ｚ軸と平行な中心軸を持つ。この付着微粒子除去孔１４を通して、微粒子捕捉キャピラリが微粒子を吸着した後、付着した微粒子を含めて微粒子捕捉キャピラリが引き上げられるとき、微粒子捕捉キャピラリの先端部の外周に付着している複数の微粒子を強制的に削ぎ落とすように、付着微粒子除去孔１４の内径が決められる。微粒子の外径をＲ、微粒子捕捉キャピラリ８の外径をＯＤ、付着微粒子除去孔１４の直径をＯＤ’とする時、ＯＤ’は、ＯＤ≦ＯＤ’＜２Ｒなる関係を満たせばよい。例えば、微粒子の外径を０．１ｍｍ、微粒子捕捉キャピラリ８の外径を０．１５ｍｍ、とする時、付着微粒子除去孔１４は０．１５ｍｍ≦ＯＤ’＜０．２を満たすものとすれば良い。具体的には１００ｍｍ×１５ｍｍの大きさ、５ｍｍの厚さを持つ板状部材に、０．１８ｍｍの直径の付着微粒子除去孔１４を形成すれば良い。
【００３３】
１５は微粒子アレー用キャピラリであり、ｙ軸方向に平行に、且つ、前記微粒子収納プレート１３の収納部１と同じ間隔でｎ個設けられており、微粒子捕捉キャピラリ８とも対応している。図の例では、５個であるが、上述のタイタープレートの例の構成では、ｙ軸方向に平行に１６個設けられる。微粒子アレー用キャピラリ１５の一端は開口部とされ、他端は、チューブを介して吸引ポンプにつながれ吸引されている。微粒子アレー用キャピラリ１５の端部とチューブとは、ソケット２７を介して接続するのが良い。ここで、ソケット２７は前記微粒子が通過できないように、微粒子の外径よりも小さい内径を持つものとされる。
【００３４】
微粒子アレー用キャピラリ１５の内部に微粒子を１つずつ順次吸引して、吸引される順序を保持した状態で、内部に複数の微粒子を配列するためには、微粒子の外径をＲとする時、微粒子アレー用キャピラリ１５の内径ＩＤは、Ｒ＜ＩＤ＜２Ｒなる関係を満たせばよい。微粒子の外径が０．１ｍｍであるときは、微粒子アレー用キャピラリ１５の内径０．１５ｍｍ、外径０．３８ｍｍとすれば良い。
【００３５】
微粒子アレー用キャピラリ１５の開口部側の端部は、これらの微粒子アレー用キャピラリの先端部の位置をｚ軸方向でそろえ、且つ、群として扱えるように、第２ホルダ１２により固着的に保持するのが良い。勿論、必要な微粒子が挿入された後では、第２ホルダ１２による保持を解除して、個々の微粒子アレー用キャピラリとして取り扱えるようにするのが良い。
【００３６】
微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部に微粒子を吸着した後、微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部と微粒子アレー用キャピラリ１５の開口部とを、移動補助貫通孔４内で対向させて、微粒子捕捉キャピラリの接続されているチューブを加圧状態にして、先端の開口部に吸着している微粒子を開放し、微粒子アレー用キャピラリ１５に移動させる。
【００３７】
上述の実際の例では、移動補助貫通孔４の直径を０．４ｍｍとし、したがって、第２ホルダ１２は、上述のタイタープレートの構成例では、１００ｍｍ×１５ｍｍの大きさ、１０ｍｍの厚さを持つものとして、０．１５ｍｍの内径、０．３８ｍｍの外径、任意の長さを持つ微粒子アレー用キャピラリ１５をｙ軸方向に間隔４．５ｍｍで１６本固定する。
【００３８】
１６は吸引および加圧ユニットを示し、微粒子捕捉キャピラリ８の一端が接続されて、微粒子を捕捉、開放するための吸引、加圧を行う。実際には、微粒子捕捉キャピラリ８の一端が、ソケットを介してチューブに接続され、吸引ポンプおよび空気供給系につながり、弁の切り替えにより、任意に吸引と加圧が選択できるシステムとされる。
【００３９】
２１は吸引ポンプを示し、微粒子アレー用キャピラリ１５の一端がチューブを介して接続されて、微粒子アレー用キャピラリ１５の開口端に供給される微粒子を捕捉するための吸引を行うシステムとされる。
【００４０】
いずれの場合のソケットも、その構造は、キャピラリが内部に差込固定できるものであれば良い。
【００４１】
前述した第１の画像センサ２２が、基台９の上面側に設けられ、微粒子捕捉キャピラリ８の先端の開口に微粒子が捕捉されているかどうかの確認のために使用されるのに対して、第２の画像センサ２３が基台９の下面側に設けられ、微粒子アレー用キャピラリ１５内に微粒子が導入されたかどうかの確認のために使用される。
【００４２】
１７は第１の電動アクチュエータで、第１ホルダ１０をｘ軸方向に移動させるために使用される。１８は第２の電動アクチュエータで、第１ホルダ１０をｚ軸方向に移動させるために使用される。第１ホルダ１０の基台９に対するｙ軸方向の位置は固定されているものとする。１９は第３の電動アクチュエータで、付着微粒子除去板１１をｘ軸方向に移動させるために使用される。２０は第４の電動アクチュエータで、付着微粒子除去板１１をｚ軸方向に移動させるために使用される。５０は第５の電動アクチュエータで、第２ホルダ１２をｚ軸方向に移動させるために使用される。第１ホルダ１０および付着微粒子除去板１１の基台９に対するｙ軸方向の位置は固定されているものとする。第２ホルダ１２の基台９に対するｘ軸、ｙ軸方向の位置は固定されているものとする。２４はコンピュータである。
【００４３】
これらのポンプおよび電動アクチュエータのコンピュータ２４によるプログラム制御を含め、全体的な制御、さらに、画像センサの出力の利用について、以下に図２以下を参照しながら説明する。
【００４４】
図２は、微粒子収納プレート１３の構成例を一般的に説明する図である。まず、微粒子収納プレート１３を用意する。これには、３８４（２４×１６）穴マイクロタイタープレートの利用が便利である。複数の微粒子２５を収納した複数の容器５５を用意する。本実施例では、外径０．１ｍｍのアミノ基修飾したガラス製の微粒子を使用する。さらに、複数の微粒子２５を容器５５中で、一挙に、室温下で、０．０１％のＮ−（４−マレイミドブチロキシ）スクシイミド溶液（エタノール：５０％、ヂメチルスルホキシド：５０％）中で１時間反応させ、５０％エタノール、５０％ヂメチルスルホキシドの混合液でさらに洗浄し、マレイミド基修飾微粒子３４を調整する。
【００４５】
次に、薬さじを用いて微粒子収納プレート１３の各収納部１に、数ｍｇ単位で複数のマレイミド基修飾微粒子３４を分配する。その後、ｙ軸方向に並ぶ１列の収納部１に、同一種類のプローブが固定された複数の微粒子２５を作成し、ｘ軸方向の異なる列の収納部１には、それぞれ異なる種類のプローブが固定された複数の微粒子２５を作成する。つまり、３８４（２４×１６）穴マイクロタイタープレートの利用の場合には、ｘ軸方向には２４個の収納部１のそれぞれに異なったプローブＤＮＡを用意し、ｙ軸方向に並ぶ１列の１６個の収納部１には、同種類のプローブＤＮＡを固定した複数の微粒子２５を作成する。マレイミド基修飾微粒子３４へのプローブＤＮＡの固定は、異なる塩基配列を有する５’−末端チオール修飾した合成ＤＮＡと反応させて行う。室温の各種０．１ｎＭ合成ＤＮＡ−２０ｍＭリン酸バッファー（ｐＨ７．０）溶液中で１時間反応させた後、２０ｍＭリン酸バッファー（ｐＨ７．０）溶液と水で順に洗浄し、複数のＤＮＡプローブ固定化微粒子３６を得る。これらプローブＤＮＡの固定は、先に、複数の微粒子２５を分配した３８４穴マイクロタイタープレート２８上で直接行うことができる。
【００４６】
次に、操作および制御について説明する。まず、基台９のプレート置き場２に、収納部１にプローブを固定した微粒子を保持する微粒子収納プレート１３を設置する。洗浄槽３には、微粒子捕捉キャピラリ８の先端の開口部の微粒子が微粒子アレー用キャピラリ１５に移動された後、微粒子捕捉キャピラリ８が次の微粒子を捕捉する操作に移る前に微粒子捕捉キャピラリ８の先端部および付着微粒子除去板１１が浸漬されて、コンタミを防止するのに適した洗浄液が入れられる。また、微粒子アレー用キャピラリ１５を保持している第２ホルダを第５の電動アクチュエータ５０の保持部にセットする。
【００４７】
図３は微粒子収納プレート１３が設置され、洗浄槽３に洗浄液が入れら、微粒子アレー用キャピラリ１５がセットされた後、操作者がコンピュータ２４によりプリセット機能を実行させた結果の状態を、基台９の中心位置に着目して示すＺ軸方向の断面図である。プリセット機能により付着微粒子除去板１１が最初に捕捉されるべき微粒子を保持する収納部１の上部に移動され、微粒子捕捉キャピラリ８がその上部に移動される。微粒子アレー用キャピラリ１５は移動補助貫通孔４内に所定の深さで挿入される。これらの操作は、コンピュータ２４によるプリセット機能として実行されるから、操作者は、プリセット機能の結果が所定の状況であることを確認すれば良い。
【００４８】
プリセット機能の結果が満足すべきものであれば、操作者は、次いで、コンピュータ２４のシーケンス操作の起動操作をする。図４（Ａ）−（Ｅ）および図５（Ａ）−（Ｄ）は微粒子捕捉キャピラリ８が微粒子を捕捉するシーケンス制御を説明する図であり、図４（Ａ）−（Ｅ）は捕捉された微粒子が微粒子アレー用キャピラリ１５に移される操作を説明する図である。
【００４９】
図４（Ａ）は図３に示したプリセット状態から、微粒子捕捉キャピラリ８が付着微粒子除去板１１の開口２６を降りてくる状態を示す図である。図４（Ｂ）は微粒子捕捉キャピラリ８が収納部１まで降りてきた状態を示す図である。図４（Ｃ）は微粒子捕捉キャピラリ８がポンプ１６により負圧状態に制御されることにより、キャピラリ８の開口先端部に微粒子が捕捉されるとともに、開口先端部周辺にも微粒子が付着している状態を示す図である。図４（Ｄ）は開口先端部に微粒子を捕捉した微粒子捕捉キャピラリ８が引き上げられる結果、付着微粒子除去板１１により付着微粒子が除去されて、キャピラリ８の開口先端部に捕捉された微粒子のみが保持されている状態を示す図である。図４（Ｅ）はキャピラリ８の開口先端部に捕捉された微粒子に、さらに微粒子が付着して上がってきたときに、これを除去するために、微粒子捕捉キャピラリ８と付着微粒子除去板１１とを一緒にＸ軸方向に移動させて付着微粒子を除去することを説明する図である。この移動の操作により、付着微粒子を除去とともに、この移動の過程を一時的に停止して微粒子捕捉キャピラリ８を引き上げるのである。ここで、図に付した太い矢印は、キャピラリについては吸引あるいは与圧を、可動部については移動の方向を示すものである。
【００５０】
図５（Ａ）は図４（Ｅ）に示した微粒子を捕捉した微粒子捕捉キャピラリ８が付着微粒子除去板１１ともに移動補助貫通孔４の上部に移動された状態を示す。微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部には微粒子が捕捉されている。移動補助貫通孔４の内部には、中段まで、微粒子アレー用キャピラリ１５がプリセットの段階で位置している。図５（Ｂ）は微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部に微粒子が確実に捕捉されていることを確認するために、微粒子捕捉キャピラリ８と付着微粒子除去板１１ともに上部に移動されて、画像センサ２２により微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部の微粒子が撮影できるようにする。この段階で微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部の１つでも微粒子が検出できなかったときは、プリセット状態に戻して、微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部の微粒子捕捉動作をやり直す。既に、微粒子収納プレート１３の収納部１の列のいくつかまで捕捉操作が終了しているときは、直前の捕捉操作まで戻す。図５（Ｃ）は微粒子を先端開口部に捕捉した微粒子捕捉キャピラリ８が移動補助貫通孔４の内部に降りてきて、微粒子アレー用キャピラリ１５の開口部に対向している状態を示す図である。この状態で、微粒子捕捉キャピラリ８はポンプ１６により加圧状態になされて、開口部に捕捉している微粒子を放出する。図５（Ｄ）は放出された微粒子が、負圧になされている微粒子アレー用キャピラリ１５内を降下していく状態を示す。この状態は画像センサ２３により撮影され、何らかの理由で、微粒子が検出できなかった微粒子アレー用キャピラリ１５があったときは、このキャピラリ１５は不良品としてコンピュータ２４に登録される。
【００５１】
プリセットに続き図４（Ａ）−（Ｅ）および図５（Ａ）−（Ｄ）に示すようにして、微粒子アレー用キャピラリ１５に移される操作が完了すると、微粒子収納プレート１３の収納部１の次の列の収納部１の微粒子を微粒子アレー用キャピラリ１５に移す操作に移行するが、先の操作により、微粒子捕捉キャピラリ８の先端部および付着微粒子除去板１１の微粒子と接する部分は、先に補足した微粒子のプローブにより汚染されている可能性があるので、洗浄する操作が必要である。これを図６（Ａ）−（Ｃ）により説明する。
【００５２】
図６（Ａ）は図５（Ｄ）に示した微粒子を捕捉した微粒子捕捉キャピラリ８が付着微粒子除去板１１ともに移動補助貫通孔４の上部からＸ軸方向に移動されて洗浄槽３に向かう状態を示す図である。図６（Ｂ）は微粒子捕捉キャピラリ８が付着微粒子除去板１１ともに洗浄槽３の上部に達した状態を示す図である。図６（Ｃ）は微粒子捕捉キャピラリ８が付着微粒子除去板１１ともに洗浄槽３内に挿入されて洗浄されている状態を示す図である。この状態では、微粒子捕捉キャピラリ８の先端部は、洗浄層内に露出するようになされる。
【００５３】
洗浄の処理が完了すると、装置はコンピュータ２４により、図３で説明したプリセット状態から、微粒子収納プレート１３の収納部１の次の列に移した状態でプリセット状態に置かれる。この後、この列に付いての処理が終わると、次の列に付いても同様に行い、すべての収納部１の列の処理が終わったとき、Ｘ方向の収納部１の数だけの微粒子が配列された微粒子アレー用キャピラリ１５がＹ方向の数だけ作成されることになる。
【００５４】
（第２の実施例）
実施例２では、微粒子２５が純水２９とともに微粒子収納プレート１３の各収納部１に収納されている場合にのみ適用可能な微粒子アレー作成装置とその動作方法を図７（Ａ）−（Ｆ）、図８（Ａ）−（Ｃ）および図９（Ａ）−（Ｃ）を参照して説明する。なお、第１の実施例と同じもの、または、同じ機能を果たすものには同じ参照符号を付した。
【００５５】
微粒子２５が純水２９とともに微粒子収納プレート１３の各収納部１に収納されている場合には、微粒子捕捉キャピラリ８により微粒子を捕捉するとき、微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部に負圧で吸着されている微粒子以外は、純水２９から微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部が引き出されるときに、純水２９の表面張力により自ずと除去されるから、第１の実施例で説明した付着微粒子除去板１１は不要となり、これに伴い操作手順も簡略化される。
【００５６】
図７（Ａ）〜図７（Ｆ）は、図４（Ａ）〜図４（Ｅ）に対応する図である。
【００５７】
図７（Ａ）は図３に示したプリセット状態から、微粒子捕捉キャピラリ８が収納部１の上部にプリセットされている状態になった状態を示す図である。本実施例２では付着微粒子除去板１１が備えられていない。微粒子２５は収納部１の純水２９中にある。図７（Ｂ）は微粒子捕捉キャピラリ８が収納部１内部まで降りてきた状態を示す図である。図７（Ｃ）は微粒子捕捉キャピラリ８がポンプ１６により負圧状態に制御されることにより、キャピラリ８の開口先端部に微粒子が捕捉されるとともに、開口先端部周辺にも微粒子が付着している状態を示す図である。図７（Ｄ）は開口先端部に微粒子を捕捉した微粒子捕捉キャピラリ８が引き上げられるとき、キャピラリ８の開口先端部に捕捉された微粒子が純水２９の表面張力で除去される状態を示す図である。図７（Ｅ）は、その結果として、キャピラリ８の開口先端部にのみ微粒子が捕捉されて引き上げられる状態を示す図である。図７（Ｆ）は、キャピラリ８の開口先端部にのみ微粒子が捕捉されて引き上げられ、移動補助貫通孔４の上部の方向に移動される状態を示す図である。ここでも、キャピラリについては吸引あるいは与圧を、可動部については移動の方向を示すものである。
【００５８】
図８（Ａ）は図７（Ｆ）に示した微粒子を捕捉した微粒子捕捉キャピラリ８が移動補助貫通孔４の上部に移動された状態を示す。微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部には微粒子が捕捉されている。移動補助貫通孔４の内部には、中段まで、微粒子アレー用キャピラリ１５がプリセットの段階で位置している。このとき、微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部に微粒子が確実に捕捉されていることを確認するために、微粒子捕捉キャピラリ８が上部に移動されて、画像センサ２２により微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部の微粒子が撮影できるようにする。この段階で微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部の１つでも微粒子が検出できなかったときは、プリセット状態に戻して、微粒子捕捉キャピラリ８の先端開口部の微粒子捕捉動作をやり直す。既に、微粒子収納プレート１３の収納部１の列のいくつかまで捕捉操作が終了しているときは、直前の捕捉操作まで戻す。図８（Ｂ）は微粒子を先端開口部に捕捉した微粒子捕捉キャピラリ８が移動補助貫通孔４の内部に降りてきて、微粒子アレー用キャピラリ１５の開口部に対向している状態を示す図である。この状態で、微粒子捕捉キャピラリ８はポンプ１６により加圧状態になされて、開口部に捕捉している微粒子を放出する。図８（Ｃ）は放出された微粒子が、負圧になされている微粒子アレー用キャピラリ１５内を降下していく状態を示す。この状態は画像センサ２３により撮影され、何らかの理由で、微粒子が検出できなかった微粒子アレー用キャピラリ１５があったときは、このキャピラリ１５は不良品としてコンピュータ２４に登録される。
【００５９】
図９（Ａ）は図８（Ｃ）に示した微粒子を捕捉した微粒子捕捉キャピラリ８が移動補助貫通孔４の上部からＸ軸方向に移動されて洗浄槽３に向かう状態を示す図である。図９（Ｂ）は微粒子捕捉キャピラリ８が洗浄槽３の上部に達した状態を示す図である。図９（Ｃ）は微粒子捕捉キャピラリ８が洗浄槽３内に挿入されて洗浄されている状態を示す図である。この状態では、微粒子捕捉キャピラリ８の先端部は、洗浄層内に露出するようになされる。
【００６０】
洗浄の処理が完了すると、実施例２でも、装置はコンピュータ２４により、図２で説明したプリセット状態から、微粒子収納プレート１３の収納部１の次の列に移した状態でプリセット状態に置かれる。この後、この列に付いての処理が終わると、次の列に付いても同様に行い、すべての収納部１の列の処理が終わったとき、Ｘ方向の収納部１の数だけの微粒子が配列された微粒子アレー用キャピラリ１５がＹ方向の数だけ作成されることになる。
【００６１】
図１０は、実施例１あるいは２により、ｍ×ｎ個の収納部を持ったもので得られる複数本の微粒子アレー用キャピラリ１５の例を模式的に断面図で示す。この状態をキャピラリセットとして提供することもできるし、ホルダ１２を外して微粒子アレーキャピラリとして、１本ずつ提供しても良い。勿論、この段階では、キャピラリ内に導入した微粒子がこぼれださず、且つ、整然と配列された状態を保つように、キャピラリ内径を外径とする中空の細管を両端に挿入して微粒子の移動を阻止するようにするが、図示では省略した。これは、微粒子アレーキャピラリのキャピラリ内には試料を導入する必要があるからである。
【００６２】
（第３の実施例）
この実施例３は、図１の本発明の微粒子アレー作成装置を用いて作成した微粒子アレーを安価な遺伝子検査用ツールとして販売する形態の一例に関する。図１０では、キャピラリ群の形で示したが、図１１（Ａ）〜図１１（Ｂ）に示すように、一本の微粒子アレーの販売形態として、微粒子アレー用キャピラリ１５の両端を使用者に便利なように工夫した形にしている。図１１（Ａ）のように、微粒子アレー用キャピラリ１５の内径ほどの外径を有し、プローブを固定した微粒子の外径よりも小さい内径を有すキャピラリが微粒子アレー用キャピラリ内に数ｍｍほど挿入して接着できるガラス製のコネクタ４４１および４４２が両端に付加されている。コネクタ４４１および４４２の他端は、テーパ状になっており、サンプル溶液を流すためのポリイミドを被覆したガラスキャピラリが取り付けられるようになっている。この微粒子アレーを、図１１（Ｂ）に示すように、これに含まれているプローブの種類と、配列順序を示す微粒子アレーＩＤ４５を添付して、販売することで、使用者の使用に便利なものとできる。また、図１１（Ａ）に示すように、両端のコネクタ４４１および４４２の大きさを変えることで、前後の並び順を明示するものとすることができる。
【００６３】
（第４の実施例）
図１２（Ａ）〜図１２（Ｂ）は、出入口を有する流路を設けたチップ内にキャピラリを作成した形態の微粒子アレーの実施例を示す図である。実施例１あるいは２では、微粒子アレーキャピラリは、独立のキャピラリを必要な数だけ、束にして構成する方法で作成するものとしたが、実施例４では、図１２（Ａ）に示すように、微粒子アレー用チップ３０を備え、このチップ内に、図１０に示したような、微粒子アレー用キャピラリ群を構成した。キャピラリの一端は微粒子導入口３１としてチップ３０の上面に開口する。キャピラリの他端は排気口５２としてチップ３０の下面に開口する。ここで、キャピラリの他端の端部に段差を設け微粒子２５の外径よりも小さい内径とする。５７はコネクタであり、チップ３０の上面に開口している微粒子導入口３１と中心軸を一致させて設けられる。その内径は、図１で説明した移動補助貫通孔４と連係するためのキャピラリ５１を受け入れることのできるものである。ここで、キャピラリ５１の内径は、移動補助貫通孔４を介して送り込まれる微粒子２５の外径より大きいものであることは当然であり、図１のキャピラリ１５と同じものが良い。図を簡便にするために、キャピラリ５１は１つしか図示しなかったが、チップ内の微粒子アレー用キャピラリ群の数だけ備えられるのは言うまでもない。また、キャピラリ５１の長さは、微粒子アレー用チップ３０が、ホルダー１２と同様に、電動アクチュエータ５０の保持部に保持されて、セットされているとき、画像センサ２３により、導入される微粒子が撮影できる長さが必要である。キャピラリの他端の排気口５２は図１のソケット２７に対応するコネクタ４７が設けられ、排気がなされる。コネクタ４７は、キャピラリの他端の排気口５２が微粒子２５の移動を阻止する内径とされていれば、適当な内径であれば良い。
【００６４】
図１２（Ｂ）は、製品としてみたときの微粒子アレー３０の態様の例を示す平面図である。この状態では、コネクタ５７およびキャピラリ５１は除去されている。また、図からは分からないが、微粒子導入口３１部分は閉じられている。微粒子アレー３０に含まれているプローブの種類と、配列順序を示すような微粒子アレーＩＤ４８を添付して、販売することで、使用者の使用に便利なものとできる。また、微粒子アレー用チップ３０の両端の形状を変えることで、前後の並び順を考慮できる。
【００６５】
（第５の実施例）
実施例５は、微粒子アレー用キャピラリ１５に代えて、平面状の微粒子アレーの作成装置を提案する。全体の装置構成の例を図１３に示す。図１に示した実施例１と同じ機能を有するものには同じ参照番号を付した。図１と比較して分かるように、基台９の上面に面状の微粒子アレー３３を配置したものである。移動補助貫通孔４は設ける必要はない。５６は位置決め様の凹部で、図１の実施例におけるプレート置き場２と同様に、微粒子アレー３３が、基台９に対して正確な位置を取ることができるために設けられたものである。この例では、微粒子捕捉キャピラリ８により微粒子を捕捉するたびに、微粒子アレー３３の保持部５３に所定の順序で配置していく。この際、画像センサ２２により微粒子を監視して確実を記すことは当然である。微粒子を保持部５３に移した後は、実施例１と同様に、微粒子捕捉キャピラリ８を洗浄槽３内に挿入して洗浄した後、次の微粒子を捕捉する操作を繰り返す。微粒子アレー３３の保持部５３に所定の順序で配置された微粒子を画像センサ２３により監視して、微粒子の配列を確認するが、これは、画像センサ２２により兼用するものとすることもできる。
【００６６】
実施例５では、微粒子アレーキャピラリの吸引動作が不要であるので、装置は簡単なものにできる。
【００６７】
（本発明による微粒子アレーキャピラリ等の応用例）
ここでは、図１の本発明の微粒子アレー作成装置の例により作成した任意の順のＤＮＡプローブ付きの微粒子アレー用キャピラリ１５により、蛍光標識を施した特定のターゲットＤＮＡを、ＤＮＡプローブアレー上でハイブリダイズさせる使用例を図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）を参照して説明する。
【００６８】
図１４（Ａ）〜図１４（Ｂ）では、塩基配列の異なる２４種類の５’―チオール基修飾した１８ベースの合成オリゴヌクレオチドの２４種類のプローブＤＮＡのうち、配列１を有する一本鎖ＤＮＡプローブ３７を固定した微粒子および配列２を有する一本鎖ＤＮＡプローブ３８を固定した微粒子をそれぞれ有する微粒子アレー用キャピラリ１５に、これらの配列１に相補的なＣｙ３標識した配列３を有する一本鎖ターゲットＤＮＡ３９および配列２に相補的な配列４を有するＴｅｘａｓＲｅｄ標識した一本鎖ターゲットＤＮＡ４０を含む試料を流してプローブＤＮＡに、ターゲットＤＮＡが意図のとおりに結合するかどうかを検証した。
（配列１）
５’―ｔｈｉｏｌ―ＡＴＣＴＧＡＣＴＧＣＧＧＣＴＣＣＴＣ−３’
（配列２）
５’―ｔｈｉｏｌ―ＣＴＡＣＣＴＧＣＴＣＣＣＴＧＧＡＣＧ）−３’
（配列３）
５’―Ｃｙ３―ＧＡＧＧＡＧＣＣＧＣＡＧＴＣＡＧＡＴ）−３’
（配列４）
５’−ＴｅｘａｓＲｅｄ−ＣＧＴＣＣＡＧＧＧＡＧＣＡＧＧＴＡＧ）−３’
一本鎖ターゲットＤＮＡ３９と一本鎖ターゲットＤＮＡ４０をそれぞれ１μＭの濃度で含んだ２０ｍＭリン酸バッファー（ｐＨ７．０）溶液４１を図１４（Ａ）に示すように、ＤＮＡプローブアレーが作成されている微粒子アレー用キャピラリ１５内に流し、４５℃でハイブリダイゼーション反応を行う。キャピラリ内への送液は、シリンジポンプ等を用いて行う。反応後、ハイブリダイゼーション反応に寄与しなかった残留ターゲットＤＮＡを２０ｍＭリン酸バッファー（ｐＨ７．０）溶液４１と純水で順に洗浄し乾燥させる。その後、水銀ランプを光源とし、Ｃｙ３とＴｅｘａｓＲｅｄの発光波長を中心としたＣｙ３用ロングパスフィルターとＴｅｘａｓＲｅｄ用ロングパスフィルターを順に用いて、微粒子アレー用キャピラリ内の各微粒子の蛍光顕微鏡４９により観察を行う。図１４（Ｂ）に示す通り、並んだ微粒子２５のうち、所定の微粒子がＣｙ３の蛍光４２を、さらに他の所定の微粒子がＴｅｘａｓＲｅｄの蛍光４３をそれぞれ発している。このことは、一本鎖ＤＮＡプローブ３８に対して一本鎖ターゲットＤＮＡ４０が、一本鎖ＤＮＡプローブ３９に対して一本鎖ターゲットＤＮＡ４１が確実にハイブリダイズしたことを示しており、本配列装置により、任意の順列で、プローブに影響を与えず、微粒子アレー用キャピラリ１５内にＤＮＡプローブアレーを作成できたことが確認できた。
【００６９】
以下、本発明の実施の形態を簡明にまとめて列挙しておく。
【００７０】
１．（１）生体物質と結合する異なる種類のプローブが固定され、ほぼ同一の外径を持つ複数の微粒子が、前記プローブの種類に対応して異なる容器に収納され、１次元又は２次元に配列される複数の前記容器の内部の前記微粒子を、前記微粒子の１個のみの通過を許容しない内径を持つ第１のキャピラリの一端から吸引して、前記第１のキャピラリの他端に１個のみの前記微粒子を保持する工程と、（２）前記微粒子の１個のみの通過を許容する内径を持つ第２のキャピラリもしくは出入口を有する流路を設けたチップの開口の一端に対向する位置に、前記第１のキャピラリの前記他端を移動させる工程と、（３）前記第１のキャピラリの前記他端に保持された前記微粒子を、前記第１のキャピラリの前記一端から加圧して、前記第２のキャピラリもしくは前記チップの前記開口の他端から、前記微粒子の外径よりも小さい吸引口を介して前記微粒子を吸引して、前記第２のキャピラリもしくは前記チップの内部に前記微粒子を収納する工程とを有し、前記第２のキャピラリもしくは前記チップの内部に前記微粒子を収納して、所定の順番で異なる種類の前記プローブが固定される前記微粒子が、前記第２のキャピラリもしくは前記チップの内部に配列されることを特徴とする微粒子アレーの作成方法。
【００７１】
２．前記１項に記載の微粒子アレーの作成方法において、前記第１のキャピラリの前記他端に前記微粒子が保持されているかどうかを検出する工程を有することを特徴とする微粒子アレーの作成方法。
【００７２】
３．前記１項に記載の微粒子アレーの作成方法において、前記第２のキャピラリもしくは前記チップの内部に前記微粒子が収納されたかどうかを検出する工程を有することを特徴とする微粒子アレーの作成方法。
【００７３】
４．請求項１に記載の微粒子アレーの作成方法において、前記第２のキャピラリもしくは前記チップの内部に収納された前記微粒子に固定されている前記プローブの種類を記憶媒体に記憶する工程を有することを特徴とする微粒子アレーの作成方法。
【００７４】
５．（１）生体物質と結合する異なる種類のプローブが固定され、ほぼ同一の外径を持つ複数の微粒子が、前記プローブの種類に対応して列毎に収納され、列毎に所定の間隔で配置される複数の容器の内部の前記微粒子を、前記微粒子の１個のみの通過を許容しない内径を持ち、一端が前記所定の間隔で１列に配列される複数の第１のキャピラリの前記一端から吸引して、複数の前記第１のキャピラリの他端に１個のみの前記微粒子をそれぞれ保持する工程と、（２）一端が前記所定の間隔で１列に配列され、前記微粒子の１個のみの通過を許容する内径を持つ複数の第２のキャピラリもしくは出入口を有する流路を設けたチップのそれぞれの開口の一端に対向する位置に、複数の前記第１のキャピラリの前記他端のそれぞれを移動させる工程と、（３）複数の前記第１のキャピラリの前記他端にそれぞれ保持された前記微粒子を、複数の前記第１のキャピラリのそれぞれの前記一端から加圧して、複数の前記第２のキャピラリもしくは前記チップのそれぞれの前記開口の他端から、前記微粒子の外径よりも小さい吸引口を介して前記微粒子を吸引して、複数の前記第２のキャピラリもしくは複数の前記チップのそれぞれの内部に前記微粒子を収納する工程とを有し、複数の前記第２のキャピラリもしくは複数の前記チップのそれぞれの内部に同時に前記微粒子を収納して、所定の順番で異なる種類の前記プローブが固定される前記微粒子が、複数の前記第２のキャピラリもしくは前記チップのそれぞれの内部に配列されることを特徴とする微粒子アレーの作成方法。
【００７５】
６．前記５項に記載の微粒子アレーの作成方法において、複数の前記第１のキャピラリのそれぞれの前記他端に前記微粒子が保持されているかどうかを検出する工程を有することを特徴とする微粒子アレーの作成方法。
【００７６】
７．前記５項に記載の微粒子アレーの作成方法において、複数の前記第２のキャピラリもしくは前記チップのそれぞれの内部に前記微粒子が収納されたかどうかを検出する工程を有することを特徴とする微粒子アレーの作成方法。
【００７７】
８．前記５項に記載の微粒子アレーの作成方法において、複数の前記第２のキャピラリもしくは前記チップのそれぞれの内部に収納された前記微粒子に固定されている前記プローブの種類を記憶媒体に記憶する工程を有することを特徴とする微粒子アレーの作成方法。
【００７８】
９．生体物質と結合する異なる種類のプローブが微粒子毎に固定され、ほぼ同一の外径を持つ前記微粒子が、前記微粒子の１個のみの通過を許容する内径を持つキャピラリもしくは出入口を有す流路を設けたチップの内部に配列される微粒子アレーが前記微粒子に固定されている前記プローブの種類が前記微粒子の配列の順番と対として記憶される記憶媒体とともに販売されることを特徴とする微粒子アレーの販売方法。
【００７９】
１０．（１）生体物質と結合する異なる種類のプローブが固定され、ほぼ同一の外径を持つ複数の微粒子が、列毎に所定の間隔で配置される複数の容器内に、前記プローブの種類に対応して収納され、前記微粒子の１個のみの通過を許容しない内径を持ち、一端が前記所定の間隔で１列に配列される複数のキャピラリの一端から吸引して、前記複数のキャピラリのそれぞれの他端に１個のみの前記微粒子を保持する工程と、（２）前記第一の容器の前記所定の間隔に対応した第２の複数の容器のそれぞれの開口上に、前記キャピラリの前記他端を移動させる工程と、（３複数の前記キャピラリの前記他端にそれぞれ保持された前記微粒子を、複数の前記キャピラリのそれぞれの前記一端から加圧して、複数の前記微粒子を前記第２の容器内へ落とし込む工程とを有し、複数の前記第２の容器内のそれぞれに任意の前記微粒子を１つずつ導入することを特徴とする生体物質プローブを固定した微粒子の搬送方法。
【００８０】
１１．生体物質と結合する異なる種類のプローブが固定され、ほぼ同一の外径を持つ複数の微粒子を種類別に収納する列毎に所定の間隔で配置される複数の容器と、前記微粒子の１個のみの通過を許容しない内径を持ち、一端が前記所定の間隔で１列に配列される複数のキャピラリの前記一端から前記微粒子を吸引して、他端に１個のみの前記微粒子をそれぞれ保持する複数のキャピラリと前記吸引手段と、一端が前記第一の容器の前記所定の間隔に対応した第２の複数の容器のそれぞれの開口上に、前記キャピラリの前記他端を移動させる手段と、複数の前記キャピラリの前記他端にそれぞれ保持された前記微粒子を、複数の前記キャピラリのそれぞれの前記一端から加圧する手段を有し、複数の前記第２の容器内のそれぞれに任意の前記微粒子を１つずつ導入することを特徴とする生体物質プローブを固定した微粒子の搬送装置。
【００８１】
【発明の効果】
以上、説明したように本発明によれば、ＤＮＡやタンパク質などの生体物質を対象とした微粒子アレーをキャピラリや流路を設けたチップ内へ、低い製造コストで効率よく作成することができる。また、本発明により作成した微粒子アレーを安価な遺伝子検査用チップとして販売することができるようになる。
【配列表】
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【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例の微粒子アレー作成装置の装置構成の概略を模式的に示す図。
【図２】微粒子収納プレート１３の構成例を一般的に説明する図。
【図３】微粒子収納プレート１３が設置され、洗浄槽３に洗浄液が入れら、微粒子アレー用キャピラリ１５がセットされた後、操作者がコンピュータ２４によりプリセット機能を実行させた結果の状態を示すＺ軸方向の断面図。
【図４】（Ａ）から（Ｅ）は微粒子捕捉キャピラリ８が微粒子を捕捉するシーケンス制御を説明する図。
【図５】（Ａ）から（Ｄ）は捕捉された微粒子が微粒子アレー用キャピラリ１５に移される操作を説明する図。
【図６】（Ａ）から（Ｃ）は微粒子捕捉キャピラリ８の先端部および付着微粒子除去板１１の洗浄する操作を説明する図。
【図７】（Ａ）から（Ｆ）は実施例２の微粒子捕捉キャピラリ８が微粒子を捕捉するシーケンス制御を説明する図。
【図８】（Ａ）から（Ｃ）は実施例２の捕捉された微粒子が微粒子アレー用キャピラリ１５に移される操作を説明する図。
【図９】（Ａ）から（Ｃ）は実施例２の微粒子捕捉キャピラリ８の先端部および付着微粒子除去板１１の洗浄する操作を説明する図。
【図１０】実施例１および実施例２で得られた微粒子アレー用キャピラリ１５の完成形態の例を示す図。
【図１１】（Ａ）から（Ｂ）は、一本の微粒子アレーを使用者に便利なように工夫した販売形態の例を示す図。
【図１２】（Ａ）から（Ｂ）は、出入口を有する流路を設けたチップ内にキャピラリを作成した形態の微粒子アレーの実施例を示す図。
【図１３】微粒子アレー用キャピラリ１５に代えて、平面状の微粒子アレーの作成装置の実施例を示す図。
【図１４】（Ａ）から（Ｂ）は図１の微粒子アレー作成装置の例により作成した任意の順のＤＮＡプローブ付きの微粒子アレー用キャピラリ１５の使用例を示す図。
【符号の説明】
１：収納部、２：プレート置き場、３：洗浄槽、４：第１の貫通孔、８：微粒子捕捉キャピラリ、９：基台、１０：微粒子捕捉キャピラリのホルダ、１１：付着微粒子除去板、１２：微粒子アレー用キャピラリのホルダ、１３：微粒子収納プレート、１４：付着微粒子除去孔、１５：微粒子アレー用キャピラリ、１６：吸引加圧ポンプ、１７：第１の電動アクチュエータ、１８：第２の電動アクチュエータ、１９：第３の電動アクチュエータ、２０：第４の電動アクチュエータ、５０：第５の電動アクチュエータ、２１：吸引ポンプ、２２：第１の画像センサ、２３：第２の画像センサ、２４：コンピュータ、２５：微粒子、２６：空間、２７：ソケット、２９：純水、３０：出入口を有する流路を設けたチップ（微粒子アレー用チップ）、３１：微粒子導入口、３４：マレイミド基修飾微粒子、３６：ＤＮＡプローブ固定化微粒子、３７：一本鎖ＤＮＡプローブ、３８：一本鎖ＤＮＡプローブ、３９：一本鎖ターゲットＤＮＡ、４０：一本鎖ターゲットＤＮＡ、４１：２０ｍＭリン酸バッファー（ｐＨ７．０）溶液、４２：Ｃｙ３の蛍光、４３：ＴｅｘａｓＲｅｄの蛍光、４４，５７：コネクタ、４５：第１の微粒子アレーＩＤ、４７：第２のコネクタ、４８：第２の微粒子アレーＩＤ、４９：蛍光顕微鏡。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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