(57)【要約】【課題】短時間に品質が均一な生体分子のチップを容易に量産でき、しかも少量の生体分子の付着も容易なバイオチップ作製方法および装置を実現する。【解決手段】ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白、糖鎖等の生体分子を基板上にアレイ状に配置するバイオチップ作製において、前記基板上の各サイトと同一ピッチで配列された複数個のキャピラリからなるキャピラリアレイにより生体分子を基板に付着させるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白、糖鎖等の生体分子の溶液を基板上にアレイ状に配置するバイオチップ作製方法において、
前記溶液が注入され、この溶液を表面張力により保持するとともに、前記基板上の各サイトと同一ピッチで配列された複数個のキャピラリからなるキャピラリアレイを有し、
前記複数個のキャピラリの端面と前記基板との距離を近づけ、
前記キャピラリアレイと前記基板との間に電圧を印加して前記キャピラリの端面から溶液を盛り上げ、
この端面からの溶液の盛り上がりにより、前記基板に前記溶液の所定量を付着させるようにしたことを特徴とするバイオチップ作製方法。
【請求項２】
ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白、糖鎖等の生体分子の溶液を基板上にアレイ状に配置するバイオチップ作製装置であって、
前記溶液が注入され、この溶液を表面張力により保持する複数個のキャピラリと、
バイオチップ上の各サイトと同一ピッチで配列された前記複数個のキャピラリを保持したキャピラリ保持部材と、
このキャピラリ保持部材または前記基板のいずれか一方または両方を移動させ、キャピラリ保持部材と基板との間隔を調節する手段と、
前記キャピラリ保持部材と前記基板との間に電圧を印加する電圧源を含み、電圧を印加することにより前記キャピラリの端面から溶液を盛り上げて前記基板に前記溶液の所定量を付着させる手段とを具備し、
前記キャピラリ保持部材と基板との間隔を調節する手段は、その間隔を前記キャピラリの端面からの溶液の盛り上がりにより、前記基板に前記溶液が付着する距離に近づけることを特徴とするバイオチップ作製装置。
【請求項３】
前記基板は垂直方向において前記キャピラリの下側または上側に配置されたことを特徴とする請求項２に記載のバイオチップ作製装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白、糖鎖等の生体分子を基板上にアレイ状に配置するいわゆるバイオチップ作製方法および装置の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡチップは一般的に１〜１０ｃｍ2の大きさで、この領域に数千〜数十万種のＤＮＡを整列したものである。ＤＮＡチップの作製方式としては、ポリメラーゼの連鎖反応（ＰＣＲ）などにより調製したｃＤＮＡ断片をアレイヤーのピンを利用してスライドガラスやシリコン等の基板に打刻して付着させる方法がよく知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１８７９００号公報
【特許文献２】特開平０７−０７５５４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このような作製方法では、時間がかかり、打刻された各サイト（セルまたはスポットともいう）の品質が均一でなくムラがあり、また少量を付着させることが困難であるという課題があった。
【０００５】
本発明の目的は、上記の課題を解決するもので、短時間に品質が均一な生体分子のチップを容易に量産でき、しかも少量の生体分子の付着も容易なバイオチップ作製方法および装置を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために、本発明の請求項１では、ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白、糖鎖等の生体分子の溶液を基板上にアレイ状に配置するバイオチップ作製方法において、前記溶液が注入され、この溶液を表面張力により保持するとともに、前記基板上の各サイトと同一ピッチで配列された複数個のキャピラリからなるキャピラリアレイを有し、前記複数個のキャピラリの端面と前記基板との距離を近づけ、前記キャピラリアレイと前記基板との間に電圧を印加して前記キャピラリの端面から溶液を盛り上げ、この端面からの溶液の盛り上がりにより、前記基板に前記溶液の所定量を付着させるようにしたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２では、ＤＮＡ、ＲＮＡ、蛋白、糖鎖等の生体分子の溶液を基板上にアレイ状に配置するバイオチップ作製装置であって、前記溶液が注入され、この溶液を表面張力により保持する複数個のキャピラリと、バイオチップ上の各サイトと同一ピッチで配列された前記複数個のキャピラリを保持したキャピラリ保持部材と、このキャピラリ保持部材または前記基板のいずれか一方または両方を移動させ、キャピラリ保持部材と基板との間隔を調節する手段と、前記キャピラリ保持部材と前記基板との間に電圧を印加する電圧源を含み、電圧を印加することにより前記キャピラリの端面から溶液を盛り上げて前記基板に前記溶液の所定量を付着させる手段とを具備し、前記キャピラリ保持部材と基板との間隔を調節する手段は、その間隔を前記キャピラリの端面からの溶液の盛り上がりにより、前記基板に前記溶液が付着する距離に近づけることを特徴とする。
【０００８】
請求項３では、請求項２のバイオチップ作製装置において、前記基板は垂直方向において前記キャピラリの下側または上側に配置されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように、基板上の各サイトと同一ピッチで配列された複数個のキャピラリからなるキャピラリアレイを有し、前記複数個のキャピラリの端面と前記基板との距離を近づけ、前記キャピラリアレイと前記基板との間に電圧を印加して前記キャピラリの端面から溶液を盛り上げ、この端面からの溶液の盛り上がりにより、前記基板に前記溶液の所定量を付着させるようにすると、短時間に、品質が均一な生体分子のチップを容易に量産することができる。
また、基板をキャピラリの下側または上側のいずれの側にも配置することができ、配置に自由度がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下実施例につき本発明を詳しく説明する。端面が開口された複数のキャピラリをその端面が同一平面となるようにしてアレイ状に配置し、各キャピラリには必要に応じてそれぞれ異なるＤＮＡを封入する。このキャピラリと平面状の基板を対峙させ両者の間に電圧を印加する。この電圧印加によりキャピラリ内部の溶液は電界の作用で盛り上がり、ピコリットルのオーダで基板にＤＮＡが付着する。
【００１１】
このような方法により、短時間で、品質が均一なＤＮＡチップを容易に作製することができる。図１はこのような方法を用いてＤＮＡチップを作製する装置の一実施例を示す構成図である。
【００１２】
図１において、１はキャピラリ、２はキャピラリ保持部材、３は基板、４は電圧源である。キャピラリ保持部材２には複数個のキャピラリ１が同一ピッチＰでアレイ状に取り付けられる。各キャピラリ１にはＤＮＡ溶液５が注入されるが、自然状態ではキャピラリ端面から溶液がこぼれ出ないような内径（ｄ）のキャピラリが用いられる。
【００１３】
このような各キャピラリ１は、垂直状態でキャピラリ保持部材２に取り付けられ、かつ各キャピラリの下端面が水平方向の同一平面上に揃うように保持部材２に取り付けられている。
【００１４】
基板３はＤＮＡチップが形成される基板であり、上面が平面状に形成され、この面とキャピラリ１の端面とが平行になるように配置される。
【００１５】
キャピラリ保持部材２と基板３は、そのいずれか一方あるいは両方が垂直方向に移動できるように形成されていて、キャピラリ１の端面と基板１との間隔を適宜に変え得るようになっている。
【００１６】
電圧源４は、キャピラリ保持部材２と基板３の間に電圧を印加するもので、例えば基板３側に正極、キャピラリ保持部材２側に負極の電圧を印加する。電圧を印加すると、キャピラリ１の内部の溶液に電界がかかりキャピラリ端面から基板３に向けて溶液が盛り上がる（図１の場合は垂れ下がる）。
【００１７】
このような構成における動作を次に説明する。複数個のキャピラリ１の内部に所望のＤＮＡ（溶液）を注入しておく。キャピラリ１は十分に細い管（内径がｄ）のため、表面張力が打ち勝って下端面から溶液が溢れ出るようなことはない。
【００１８】
キャピラリ保持部材２と基板３を適度の間隔になるまで近づけておき、キャピラリ保持部材２と基板３の間に適度の電圧を印加する。すると、キャピラリ内部の溶液は電界の作用により盛り上がり（図１では垂れ下がり）、ピコリットルのオーダで基板３に付着する。付着後は、電圧印加を中止し、キャピラリ保持部材２を基板３から遠ざける。
【００１９】
この場合、キャピラリアレイのピッチＰを、目標とするＤＮＡチップの各サイト（セル）のピッチ（Ｐ’とする）に一致させておくと、一度に全体の付着が可能となる。そのようにすれば、高速で、付着量にムラのない付着ができる。また、少量のピペッティングも簡単に可能となる。なお、キャピラリ１の内径ｄは、ピッチＰより小さい条件を満たしていれば十分である。
【００２０】
以上の説明は、本発明の説明および例示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎない。したがって本発明は、上記実施例に限定されることなく、その本質から逸脱しない範囲で更に多くの変更、変形をも含むものである。
【００２１】
例えば、電圧印加の代わりに、基板３と反対側から空気等により各キャピラリを加圧するようにしても構わない。また、基板３とキャピラリは垂直方向において上下逆方向に配置してもよい。基板３の方を上にすると，埃が付着しにくくなるという利点がある。
【００２２】
また、各キャピラリ内でＰＣＲを行なうようにしてもよい。ＰＣＲを行なえば、各キャピラリへは増幅用の共通の溶液を補充するだけでよく、ＤＮＡ供給の手間が省ける利点がある。ＰＣＲにおける加熱処理は、外気温の変化またはレーザ照射による加熱を利用すれば、高速にＰＣＲサイクルを回すことができる。なお、レーザを照射する手段としては周知の手段を利用できる。
【００２３】
また、本発明によれば、ＤＮＡに限らず、ＲＮＡ、蛋白、糖鎖のチップ作製も可能である。
【００２４】
以上説明したように本発明によれば、生体分子の入ったアレイ状のキャピラリに電界あるいは空気圧を作用させて基板上の複数のセルに一斉に生体分子を付着させることができるため、チップ作製が高速であると同時に付着量にムラがなく、また少量のピペッティングも可能であるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係るバイオチップ作製装置の一実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
【００２６】
１ キャピラリ
２ キャピラリ保持部材
３ 基板
４ 電圧源
５ ＤＮＡ溶液
【図１】
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