(57)【要約】【課題】プローブ溶液が充填された供給口を純水で洗浄する際に、ベースプレート側面に残留したプローブ溶液を含む洗浄液滴がベースプレート側面を通ってリザーバープレートの供給口に流れ込むことを防止することができるプローブ・アレイ製造用液体吐出装置を提供すること。【解決手段】プローブを含むプローブ溶液を保持する液体保持穴を有するリザーバープレートに、前記液体保持穴より各吐出口にプローブ溶液を供給する供給口を設けたヒーターボードが配置され、該ヒーターボードに接続される配線部材と前記リザーバープレートが、全体を保持するベースプレートに接合された前記液体吐出装置において、前記リザーバープレートの周囲を囲むように形成された前記ベースプレートの面のうち、少なくとも前記リザーバープレートとの接合部の近傍に撥水領域を設ける。【選択図】図１
2006266930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固相基板上に複数種のプローブが二次元アレイ状に配置されているプローブ・アレイ製造用の液体吐出装置であって、前記プローブを含むプローブ溶液を保持する液体保持穴を有するリザーバープレートに、前記液体保持穴より各吐出口にプローブ溶液を供給する供給口を設けたヒーターボードが配置され、該ヒーターボードに接続される配線部材と前記リザーバープレートが全体を保持するベースプレートに接合された前記液体吐出装置において、
前記リザーバープレートの周囲を囲むように形成された前記ベースプレートの面のうち、少なくとも前記リザーバープレートとの接合部の近傍に撥水領域を設けたことを特徴とするプローブ・アレイ製造用液体吐出装置。
【請求項２】
前記リザーバープレートの周囲を囲むように形成された前記ベースプレートの面と，前記リザーバープレートの前記ベースプレートとの接合面の成す角度が、少なくとも前記ベースプレートと前記リザーバープレートとの前記接合部の近傍において９０度以上であることを特徴とする請求項１記載のプローブ・アレイ製造用液体吐出装置。
【請求項３】
前記ベースプレートと前記リザーバープレートとの前記接合部の近傍が、撥水性を有する封止剤で封止されていることを特徴とする請求項１記載のプローブ・アレイ製造用液体吐出装置。
【請求項４】
前記撥水領域は撥水性を有する封止剤で設けられていることを特徴とする請求項１記載のプローブ・アレイ製造用液体吐出装置。
【請求項５】
前記撥水領域は撥水処理によって設けられていることを特徴とする請求項１記載のプローブ・アレイ製造用液体吐出装置。
【請求項６】
請求項１記載の液体吐出装置と担体を保持し、該液体吐出装置に対して該担体を相対的に移動させるための担体の保持手段とを有することを特徴とするプローブ・アレイ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プローブ・アレイを製造するための液体吐出装置及び該液体吐出装置を用いたプローブ・アレイ製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
遺伝子ＤＮＡの塩基配列の解析、或は、同時に多項目に関し、高信頼性で遺伝子診断等を行う際、目的とする塩基配列を有するＤＮＡを複数種のプローブを用いて選別することが必要となる。この選別作業に利用されるプローブ複数種を提供する手投として、ＤＮＡマイクロチップが注目を浴びている。
【０００３】
又、薬剤等のハイスループット・スクリーニングやコンビナトリアル・ケミストリーにおいても、対象となるタンパク質や、薬物の溶液を多数（例えば、９６，３８４，１５３６種）を並べ、秩序立ったスクリーニングを行うことが必要となる。その目的で多数種の薬剤を配列するための手法、その状態での自動化されたスクリーニング技術、専用の装置、一連のスクリーニング操作を制御し、又、結果を統計的に処理するためのソフトウェア等も開発されてきている。
【０００４】
これら並列的なスクリーニング作業は、基本的に、評価すべき物賃に対して、選別する手段となる既知のプローブを多数列状（アレイ状）に並べてなる、いわゆるプローブ・アレイを利用することで、同じ条件の下、プローブに対する作用、反応等の有無を検出するものである。
【０００５】
一般的に、どのようなプローブに対する作用、反応を利用するかは予め決定されており、従って、１つのプローブ・アレイに搭載されるプローブ種は、例えば、塩基配列の異なる一群のＤＮＡプローブ等、大きく区分すると１種類の物質である。即ち、一群のプローブに利用される物質は、例えば、ＤＮＡ、タンパク質、合成された化学物質（薬剤）等である。多くの場合、一群を成すプローブ複数種から成るプローブ・アレイを用いることが多いが、スクリーニング作業の性質によっては、プローブとして、同一の塩基配列を有するＤＮＡ、同一のアミノ酸配列を有するタンパク質、同一の化学物質を多数点並べ、アレイ状とした形態を利用することもあり得る。これらは主として薬剤スクリーニング等に用いられる。
【０００６】
一群を成すプローブ複数種から成るプローブ・アレイでは、具体的には、異なる塩基配列を有する一群のＤＮＡ、異なるアミノ酸配列を有する一群のタンパク質、或は異なる化学物質の一群について、その一群を構成する複数種を、所定の配列順序に従って、アレイ状に基板上等に配置する形態を採ることが多い。中でも、ＤＮＡプローブ・アレイは、遺伝子ＤＮＡの塩基配列の解析や、同時に、多項目について、信頼性の高い遺伝子診断を行う際等に用いられる。
【０００７】
この一群を成すプローブ複数種から成るプローブ・アレイにおける課題の１つは、できるだけ多種類のプローブ、例えば、多種類の塩基配列を有するＤＮＡプローブを１つの基板上に載せることである。換言するならば、如何に高密度にプローブをアレイ状に並べることができるかである。
【０００８】
その１つの手法として、所定容量のプローブ溶液を基板上に吐出して、２次元アレイ状に付与する方法がある。このように、複数のプローブ溶液を吐出させる液体吐出装置として、プリンティング用として、一般的に用いられている液体吐出装置を用いる方法が特許文献１に開示されている。
【０００９】
ところで、前述したように、プローブ・アレイはより多くのプローブを基板上に載せることが望まれる。その場合、液体吐出装置として、プリンティング用液体吐出装置を用いるのではなく、プローブ・アレイ製造に適した液体吐出装置の構成が望ましい。
【００１０】
具体的には、複数の吐出口（以下、「ノズル」と呼ぶ）を２次元アレイ状に配置した液体吐出装置が望ましい。このとき、吐出する複数のプローブ溶液と同一のノズル数を有する構成でも良い。又、１つの液体吐出装置から吐出可能なプローブ溶液の種類は多いほど好ましい。
【００１１】
【特許文献１】特開平１１−１８７９００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
プローブ・アレイ製造用液体吐出装置において、プローブ種を入れ替える際に相互今液を防止するために、プローブ溶液をノズルへ供給する供給口を十分洗浄する必要がある。例えば、供給口の洗浄には、プローブ・アレイ製造用液体吐出装置のノズル面側を上に向けた状態で、下方より各供給口内に洗浄液を噴射して供給口内の各プローブ溶液を洗い流す方法が採られている。
【００１３】
ところが、供給口の洗浄の際、プローブ溶液を含んだ洗浄液滴が、リザーバープレートの周囲を囲むように形成されたベースプレートの面（以下、「ベースプレート側面」と呼ぶ）に残留し、洗浄後に液体吐出装置を通常の状態、即ち、ノズル面を下に向けた状態に戻した時に、洗浄液滴がベースプレート側面を通って、異なったプローブ溶液が充填されている供給口に流れ込む場合があった。洗浄液の混入を防止する手段として、リザーバープレートの最も外側の供給口からベースプレート側面までの距離を長くする手法が考えられるが、液体吐出装置の大型化に繋がる問題がある。
【００１４】
更に、この手法を採った場合でも、洗浄液が供給口に混入する危険性は否定できない。又、洗浄後にベースプレートに残った洗浄液滴を送風ファン等で空気乾燥させることや、ゴムブレード等で液滴を除去することも考えられるが、前者の場合は空気中に浮遊している異物を供給口内に付着させる可能性があり、後者の場合はゴムブレード自身に付着した異物がベースプレート上に付着する恐れがあるため、両者とも理想的な構成とは言えない。
【００１５】
又、液体吐出装置の移動時に、異なったプローブ溶液が充填されている供給口同士の間で混液を防ぐため，リザーバープレートの供給口形成面の周囲に撥水領域を設ける手法が特開２００２−２８１９６８号公報に開示されているが、供給口の洗浄後に残ったプローブ溶液を含む洗浄液滴が供給口に流れ込むことによる混液を防止するには、完全な構成とは言えない。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、プローブ溶液が充填された供給口を純水で洗浄する際に、ベースプレート側面に残留したプローブ溶液を含む洗浄液滴がベースプレート側面を通ってリザーバープレートの供給口に流れ込むことを防止することができるプローブ・アレイ製造用液体吐出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明は、固相基板上に複数種のプローブが二次元アレイ状に配置されているプローブ・アレイ製造用の液体吐出装置であって、前記プローブを含むプローブ溶液を保持する液体保持穴を有するリザーバープレートに、前記液体保持穴より各吐出口にプローブ溶液を供給する供給口を設けたヒーターボードが配置され、該ヒーターボードに接続される配線部材と前記リザーバープレートが、全体を保持するベースプレートに接合された前記液体吐出装置において、前記リザーバープレートの周囲を囲むように形成された前記ベースプレートの面のうち、少なくとも前記リザーバープレートとの接合部の近傍に撥水領域を設けたことを特徴とする。
【００１８】
この液体吐出装置において、前記リザーバープレートの周囲を囲むように形成された面と前記リザーバープレートの前記ベースプレートとの接合面の成す角度が、少なくとも前記ベースプレートと前記リザーバープレートとの前記接合部の近傍において、９０度以上であることを特徴とする。
【００１９】
又、この液体吐出装置は、前記ベースプレートと前記リザーバープレートとの前記接合部の近傍が、撥水性を有する封止剤で封止されていても良い。
【００２０】
又、前記撥水領域は撥水性を有する封止剤で設けられていることを特徴とする。
【００２１】
又、前記撥水領域は撥水処理によって設けられても良い。
【００２２】
加えて、本発明は、プローブ溶液を吐出する液体吐出装置と担体を保持し、該液体吐出装置に対して該担体を相対的に移動させるための担体の保持手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、プローブ・アレイ製造用液体吐出装置のベースプレートにおいて、リザーバープレートの周囲を囲むように形成されたベースプレート側面において、リザーバープレートとの接合部の近傍に撥水領域を設けた。このような構成により、プローブ種の入れ替えに伴って液体吐出装置の供給口を洗浄する際、プローブ溶液を含んだ洗浄液滴がベースプレート側面に付着するが、洗浄後に異なるプローブ溶液で充填された供給口内に流れ込むことことはなく、洗浄液滴による混液を防止することができる。
【００２４】
又、撥水領域をベースプレート側面の全領域に設けても上記と同様の効果が得られる。
【００２５】
又、ベースプレート側面とリザーバープレートのベープレートとの接合面の成す角度が、接合部の近傍で９０度以上とし、ベースプレート側面の接合部の近傍又はベースプレート側面の全領域に撥水領域を設けると、洗浄液滴による混液を更に効果的に防止できる。
【００２６】
又、ベースプレートとリザーバープレートとの接合部の近傍を、撥水性を有する封止剤で封止することで、上記と同様の効果が得られる。
【００２７】
又、封止剤によって封止されていないベースプレート側面の全領域に、撥水領域を設けても上記と同様の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２９】
＜実施の形態１＞
図１は本発明のプローブ・アレイ製造用液体吐出装置を用いたプローブ・アレイ製造装置の構造を示す斜視図である。
【００３０】
各種プローブ溶液を固相基板１０２上に吐出する液体吐出装置が搭載される液体吐出装置ホルダー１０１が図１のＸ方向（主走査方向）に移動し、液体吐出装置下部に固相基板１０２を載せる試料台１０３がＹ軸方向（副走査方向）に移動し、液体吐出装置と固相基板１０２は相対的に二次元状に移動可能となっている。
【００３１】
図２は本発明のプローブ・アレイ製造用液体吐出装置の吐出口側から見た斜視図であり、液体吐出装置はパイレックスガラスからできたリザーバープレート（不図示）にシリコン基板でできたヒーターボード２０１と、該ヒーターボード２０１の対向した２辺に隣接したヒーターボード駆動用のドライバーＩＣ２０３が接合される。
【００３２】
図３はリザーバープレート側から見た斜視図である。
【００３３】
ヒーターボード２０１には液体を吐出する吐出口と液体の膜沸騰により液体を吐出させるためのヒーターが二次元アレイ状に配置され、各々の吐出口に対応した供給口（不図示）が吐出口面と反対の面に設けられている。供給口は、シリコン基板に異方性エッチングを利用して形成された四角錘の形状である。リザーバープレート２０２にはヒーターボード２０１の各供給口に対応した液体保持用の穴が設けられている。ヒーターボード２０１の２辺とドライバーＩＣ２０３には配線部材２０４が電気的に接続され、吐出の信号がヒーターボード２０１へ送信される。リザーバープレート２０２と配線部材２０４は、アルミでできたベースプレート２０５に固定されている。
【００３４】
図４に本実施の形態に係るプローブ・アレイ製造用液体吐出装置の要部の断面図を示す。
【００３５】
本実施の形態では、図４（ａ）に示すように、リザーバープレート２０２の周囲を囲むように形成されたベースプレート２０５側面において、ベースプレート２０５とリザーバープレート２０２の接合部の近傍に撥水領域２０９を設けた。プローブ溶液を入れ替える際に、液体吐出装置のノズル面を上に向けた状態（図２の状態）で、下方より各供給口２０６に純水を噴射して洗浄を行う。各供給口２０６を洗浄した際に、プローブ溶液を含んだ洗浄液滴がベースプレート側面に付着するが、本実施の形態のような構成の場合、洗浄後に液体吐出装置のノズル面を下に向けた状態に戻した時に、ベースプレート２０５側面上の撥水されていない領域から流れて落ちてくる洗浄液滴が供給口に流れ込む前に、撥水領域２０９で未然に堰止め、混液を防ぐことができる。
【００３６】
又、ベースプレート２０５側面の全領域に撥水領域２０９を設けた構成であっても良い。各供給口２０６を洗浄した際に、プローブ溶液を含んだ洗浄液滴がベースプレート側面に一旦付着するが、洗浄液滴の付着面が全て撥水されているため、洗浄液滴は自重で自然に液体吐出装置の外部へ落下し、異なるプローブ溶液が充填された供給口２０６内に流れ込み、混液を招く心配はない。
【００３７】
尚、撥水領域２０９は撥水性を有する封止剤をベースプレート２０５側面に塗布することで得られる。又、撥水領域２０９は撥水処理によって形成しても良い。
【００３８】
又、リザーバープレートの材質には、プローブ溶液に影響を与えないで、ヒーターボードを保持できるものであれば、テンパックス、アルミナセラミックス、窒化アルミ、ジルコニア等でも良い。ベースプレートもアルミ以外にＳＵＳ等でも良い。配線部材にはＦＰＣ，ＰＷＢ等が使用でき、電機接続はワイヤーボンディング、ＡＣＦ等で行うことができる。電気接続部は実際には封止されるが、図中では省略している。
【００３９】
＜実施の形態２＞
図５に本実施の形態に係るプローブ・アレイ製造用液体吐出装置の要部の断面図を示す。
【００４０】
本実施の形態では、図５（ａ）に示すように、リザーバープレート２０２の周囲を囲むように形成されたベースプレート２０５側面と、リザーバープレート２０２のベープレート２０５との接合面の成す角度が、接合部の近傍で９０度以上であり、接合部の近傍のベースプレート２０５側面に撥水領域２０９を設けている。従来、液体吐出装置の供給口２０６を洗浄すると、接合部にはベースプレート２０５側面を通って流れ落ちてきた洗浄液滴が毛管力によって滞留し易く、洗浄液滴を完全に拭い去ることは困難であった。
【００４１】
洗浄後に液体吐出装置のノズル面を下に向けた状態に戻した時に、ベースプレート２０５側面に残留したプローブ溶液を含む洗浄液が、ベースプレート２０５側面を通って流れ落ちてきても、本実施の形態のような構成では、ベースプレート２０５とリザーバープレート２０２との接合が角度的に滑らかであるため、接合部において洗浄液が溜まることはなく、更に接合部近傍のベースプレート２０５側面の撥水効果によって、実施の形態１と同様に供給口２０６に流れ落ちることによる混液を防止することができる。
【００４２】
又、図５（ｂ）に示すように、撥水領域２０９はベースプレート２０５側面の全領域に設けると、洗浄時にベースプレート２０５側面に一旦付着した洗浄液滴が自重によって液体吐出装置の外部へ落下するため、洗浄後に接合部に溜まる原因となる洗浄液滴が無くなり、効果的に洗浄液滴による混液を防止することができる。
【００４３】
尚、撥水領域２０９は、撥水性を有する封止剤をベースプレート２０５側面に塗布することで得られる。又、撥水領域２０９は撥水処理によって形成しても良い。
【００４４】
＜実施の形態３＞
図６に本実施の形態に係るプローブ・アレイ製造用液体吐出装置の要部の断面図を示す。
【００４５】
本実施の形態では、図６（ａ）に示すように、ベースプレート２０５とリザーバープレート２０２との接合部の近傍を、撥水性を有する封止剤２１０で封止する。このような構成により、接合部では封止剤２１０が充填されることで、ベースプレート２０５とリザーバープレート２０２の接合が角度的に滑らかになり、洗浄後に液体吐出装置のノズル面を下に向けた状態に戻しても、実施の形態２と同様に接合部に洗浄液滴が溜まることはなく、更に封止剤２１０自体の撥水効果によって、洗浄液滴が供給口２０６に流れ込む前に未然に堰止めることができ、混液の防止が可能となる。
【００４６】
又、図６（ｂ）に示すように、封止剤２１０によって封止されていないベースプレート２０５側面の全領域に、撥水領域２０９を設けても良い。このような構成でも実施の形態２と同様に、洗浄時にベースプレート２０５側面に一旦付着した洗浄液滴が自重によって液体吐出装置の外部へ落下するため、効果的に洗浄液滴による混液を防止できる。
【００４７】
尚、撥水領域２０９は、撥水性を有する封止剤をベースプレート２０５側面に塗布することで得られる。又、撥水領域２０９は撥水処理によって設けても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のプローブ・アレイ製造装置の概略を示す斜視図である。
【図２】本発明の液体吐出装置のノズル面側を示す斜視図である。
【図３】本発明の液体吐出装置のリザーバープレート側を示す斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態１の液体吐出装置の要部を示す断面図である。
【図５】本発明の実施の形態２の液体吐出装置の要部を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態３の液体吐出装置の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１０１    液体吐出装置ホルダー
１０２    固相基板
１０３    試料台
２０１    ヒーターボード
２０２    リザーバープレート
２０３    ドライバーＩＣ
２０４    配線部材
２０５    ベースプレート
２０６    供給口
２０７    液体保持穴
２０８    電気配線
２０９    撥水領域
２１０    封止剤
【図１】
2006266930.tif 000003
【図２】
2006266930.tif 000004
【図３】
2006266930.tif 000005
【図４】
2006266930.tif 000006
【図５】
2006266930.tif 000007
【図６】
2006266930.tif 000008