(57)【要約】【課題】  １回の吸い上げによって点着可能な回数が多くできるスポットピンを提供する。【解決手段】  溶液を点着する先端面と、先端面で開放するスリットを規定するスリット規定面を有し、先端面は、スリット規定面に対して傾斜する傾斜面を有し、該傾斜面とスリット規定面との間の内角θを、９０°より大きく１８０°より小さく設定した。【選択図】図１Ａ
2006308469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶液を点着する先端面と、該先端面に開放されるスリットの間隔を規定するスリット規定面を有し、
前記先端面は、前記スリット規定面に対して傾斜する傾斜面を有し、該傾斜面と前記スリット規定面との間の内角θが、９０°より大きく１８０°より小さいことを特徴とするスポットピン。
【請求項２】
溶液を点着する先端面と、該先端面に開放されるスリットの間隔を規定するスリット規定面を有し、
前記先端面の少なくとも一部を前記スリットの内側下方に向かって突出する凸曲面にしたことを特徴とするスポットピン。
【請求項３】
前記先端面は、前記スリット規定面の長手方向に直交する平坦面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のスポットピン。
【請求項４】
前記スリットは、前記先端面を平面視して十字状に設けられていることを特徴とする請求項１〜３のうちのいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項５】
前記スリットの間隔が、前記先端面に向かって狭くなっていることを特徴とする請求項１〜４のうちのいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項６】
前記スリットの内方に向かって押圧する挟持部材を設けたことを特徴とする請求項１〜５のうちのいずれかに記載のスポットピン。
【請求項７】
セラミックからなる請求項１〜６のうちのいずれかに記載のスポットピン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スポットピン、特に、ＤＮＡの塩基配列などの解析を行う生化学解析法で使用されるスポッターに用いられる試薬を点着するスポットピンに関する。
【背景技術】
【０００２】
生体由来物質、例えばＤＮＡの塩基配列の解析などの生化学解析を行うために、生化学解析用ユニットを用いた生化学解析方法が使用される（特許文献１参照）。この生化学解析用ユニットは、基板に微細な断面円形の貫通孔を複数形成し、これら各貫通孔内に多孔質材料等の吸着性材料を充填することで、複数の吸着性領域（以下、「スポット領域」と称する）を形成したものである。
【０００３】
この生化学解析用ユニットは、複数のスポット領域に、試薬となる特異的結合物質（以下、「プローブ」と称する）を含む溶液を点着して固定し、検体となる特異的結合物質（以下、「ターゲット」と称する）を含む反応溶液をスポット領域に浸透させて反応させることにより作製される。
【０００４】
ここで、ターゲットは、例えば、生体由来物質であるホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなどを生体から抽出、単離して採取し、化学的処理、化学修飾などの処理を施したものであり、プローブとしては、分子構造、例えば、塩基配列や組成などが既知で、ターゲットと特異的結合が可能な物質が用いられる。
【０００５】
このような生化学解析用の生化学解析用ユニットにおいて、プローブを含む溶液が点着されるスポット領域は、例えばμｍのオーダーのピッチで配列されるものであり、このような微細なスポット領域に点着するために用いられるスポットピンの頭部（先端部）は、各スポット領域に同じ点着量で精度良く点着させるために種々の工夫がなされている。
【０００６】
例えば、特許文献２に示されたスポットピンは、先端部（面）をアーチ状に窪ませることで、点着するプローブの中にピンを入れたときに表面張力によりプローブ溶液が吸い込まれるしくみになっている（特許文献２の図６）。また、特許文献２には、先端部（面）がアーチ型に窪み、さらに窪みの中に十字型の溝を切った構造のものも開示されている（特許文献２の図６（ｂ））。このようなスポットピンを使うことで、先端部が平坦なスポットピンを用いる場合より、プレートへのＤＮＡスポット量を約１０倍に増やすことができるとされている（特許文献２参照）。
【０００７】
また、特許文献３には、頂点で開口するスリットを有するスポットピンが開示されている（特許文献３の図１０）。そのスポットピンは、先端部が直円錐状となっていて、スリットの開放端の縁は、尖端形状となっている。このスポットピンでは、スリットでプローブ溶液を吸い上げて保持し、スポットピンの先端をスポット領域に軽く押し当ててプローブ溶液を所定量だけ吸着性材料に点着する。このようなスポットピンを用いることにより、１回の吸い上げで複数回の点着が行えるとされている（（特許文献３の段落００４４））。
【特許文献１】特開２００２−３５５０３６号公報
【特許文献２】特開２００４−４０８３号公報
【特許文献３】特開２００４−３５４１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来のスポットピン、例えば、特許文献３に開示されたスポットピンは、１回の吸い上げで複数回の点着を行うものであるが、１回の吸い上げによって可能な点着回数が多くできないという問題があった。
また、各スポット領域への点着量は同じにする必要があるが、一定の点着量で点着することは困難であるという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、１回の吸い上げによって点着可能な回数が多くできるスポットピンを提供することを目的とする。
また、本発明は、１回の吸い上げによって点着可能な回数が多くでき、かつ各スポット領域に一定の点着量で安定して均一な形状を有する溶液を点着できるスポットピンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以上の目的を達成するために、本発明に係る第１のスポットピンは、溶液を点着する先端面と、該先端面に開放されるスリットの間隔を規定するスリット規定面を有し、前記先端面は、前記スリット規定面に対して傾斜する傾斜面を有し、該傾斜面と前記スリット規定面との間の内角θが、９０°より大きく１８０°より小さいことを特徴とする。
また、本発明に係る第２のスポットピンは、溶液を点着する先端面と、該先端面に開放されるスリットの間隔を規定するスリット規定面を有し、前記先端面の少なくとも一部を前記スリットの内側下方に向かって突出する凸曲面にしたことを特徴とする。
ここで、凸曲面とは、スリットの内側下方に向かって法線方向に突出する曲面をいう。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように構成された本発明に係る第１及び第２のスポットピンは、前記先端面が、前記スリット規定面との間の内角θが、９０°より大きく１８０°より小さい傾斜面、または前記凸曲面を有しているので、１回の吸い上げで多くの溶液を吸い上げることができ、１回の吸い上げによって点着可能な回数が多くできるスポットピンを提供することができる。
また、本発明に係る第１及び第２のスポットピンにおいて、前記平坦面を有することにより、溶液を効果的に先端面全体に広げることができるため、各スポット領域に一定の点着量で安定し、かつ均一な形状を有する溶液を点着できるスポットピンを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る実施の形態について説明する。
実施の形態１．
図１Ａは、本発明に係る実施の形態１のスポットピンの構成を示す側面図であり、図１Ｂは、実施の形態１のスポットピンを先端から見た端面図である。
本実施の形態１のスポットピン１０は、裁頭円錐台形状の先端部１と円柱形状の本体部３からなっており、先端部１に毛細管現象により溶液を吸い上げるスリット４を有し、そのスリット４の開口端が位置する先端部１の先端面２が、次のようになっている。
【００１３】
すなわち、図２Ｂに示すように、先端部１の先端面２において、スリット４の開口端４ｅに沿って形成され、スリット４のスリット規定面４ｓとのなす内角θが９０°より大きい傾斜面２１を設けており、スリット４による液体の吸い上げを容易にしている。
これは、スリット規定面４ｓと傾斜面２１との間の内角θが９０°以下、すなわち、尖端状となっていると、溶液の吸い上げの際に、溶液の流動が開口端４ｅに阻害されるため、１回の溶液の吸い上げ量が少量になり、複数回の点着が困難になるからである。
ここで、スリット４の側壁と傾斜面２１のなす角度θは、スリット４による液体の吸い上げをより容易にするために、１００〜１６０°の範囲に設定することが好ましく、より好ましくは、１２０〜１５０°に設定する。
また、スリット４の幅（スリット規定面４ａの間隔）については、小さ過ぎると粘度の高い液体などの場合、流動性を阻害するため、その幅を５μｍ以上に設定することが望ましい。
【００１４】
また、実施の形態１のスポットピン１０において、スリット４は、ピンの中心軸で直交する２つのスリットからなる十字スリットであり、先端面を平面視したときに十字形状をしている。本実施の形態１では、このような十字スリットを用いることにより、より多くの溶液を吸い上げて保持することが可能になっている。これにより、一回の吸い上げでより多くの回数の点着を可能にすることができる。さらに、前記十字スリットの形状が、点着される溶液の形状を均一なものとすることができる。
【００１５】
さらに、本実施の形態１のスポットピン１０において、先端面２のうちの傾斜面２１を除く部分は、点着時における溶液の広がりを促進する平坦面２２となっていて、例えば、先端面２が円形状であれば、真円度の高い円形を有する溶液の点着を可能にする。つまり、先端面２の外周形状・寸法に対応して点着される溶液の形状を調整することが容易になる。ここで、平坦面２２は、対向するプレート表面に実質的に平行な面であり、スリット規定面４ｓの長手方向に略直交する。すなわち、本実施の形態１のスポットピン１０では、点着時に、点着された溶液の外周がスリットピン１０の先端面２の外周に一致するように相手方のプレートと平坦面２２の間の隙間に溶液が広がり、真円度の高い円形の点着が可能になる。また、本実施の形態１のスポットピン１０では、上述のように、スリット４は十字スリットからなっているので、傾斜面２１と先端面２の外周に囲まれた４つの平坦面２２は、軸から離れるほど広がった扇型になっており、点着時における溶液の広がりがより促進され、効果的な真円度の高い円形状を有する溶液の点着が可能になる。
【００１６】
本発明に係る実施の形態１において、スポットピン１０の材質としては弾性変形をしやすい材料、特にジルコニアを主成分とするセラミックスが好ましいが、ステンレス等の金属材料で作製されてもよい。
より好ましいジルコニアを主成分とするセラミックスは、ＺｒＯ2を主成分とし、安定化剤としてＹ2Ｏ3、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＣｅＯ2、Ｄｙ2Ｏ3等の一種以上を含有するもので、正方晶の結晶を主体とした部分安定化ジルコニアセラミックスである。
【００１７】
また、この様なジルコニアセラミックス製のスポットピン１０を製造する場合は、上記の原料粉末を用い、押出成形や射出成形もしくはプレス成形等で所定形状に成形した後、焼成することによって得られる。
このジルコニアセラミックスは、平均結晶粒径が０．１〜１．０μｍであり、かつ気孔率が３％以下であることが好ましい。平均結晶粒径が１．０μｍを越えると結晶間の空隙が大きくなり、スポットピン１０の外周面を良好に得られない場合があるからである。又、原料混合時ボールミル等で粉砕を行う時に安定して０．１μｍ以下に粒度を調整することが困難であり、焼成後は結晶が粒成長するため更に径が大きくなることから、０．１μｍ以上が好ましい。また、気孔率とはフェルールの固体中に含まれる空隙の割合を百分率であらわしたもので３％を越えると気孔部分が先端面２の面粗さを悪化させて、しかも強度も弱くなる。
【００１８】
また、スポットピン１０の先端部１における円錐部の外周、本体部３の外周は、ダイヤモンドホイールなどによる研削又は研磨により高精度に加工される。
また、スリット４は、ダイヤモンドホイールなどを用いたダイシング加工により、形成できる。尚、実施の形態１において、スリット４の対向するスリット規定面４ｓは、平行としてある。
さらに、先端面２におけるスリットの開口端４ｅに沿った傾斜面２１は、上記同様ダイヤモンドホイールなどによる研削又は研磨により高精度に加工することが出来、または成形段階で傾斜面２１を予め形成しておき、焼成後焼成肌をそのまま傾斜面２１として用いることも可能である。
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る実施の形態１のスポットピン１０は、スリット４の開口端４ｅに沿って傾斜面２１を有しているので、毛細管現象による液体の吸い上げを容易にでき、かつスリット４がピンの中心軸で直交する２つのスリットからなる十字スリットであることから、多量の溶液を吸い上げて保持することが可能になる。
また、先端面２において、該先端面２の形状が円形状であれば、傾斜面２１を除く部分が平坦面２２となっているので、真円度の高い円形を有する溶液の点着が可能になる。
【００２０】
実施の形態２．
本発明に係る実施の形態２のスポットピンは、図３に示すように、実施の形態１のスポットピンにおいて、傾斜面２１の代わりに、Ｒ面２１ｒを有しており、実施の形態１と同様、スリット４による液体の吸い上げを容易にしている。ここで、Ｒ面は、スリット４の内側下方に向かって突出する凸曲面であることが必要である。尚、実施の形態２のスポットピンにおいて、傾斜面２１に代えてＲ面２１ｒとした以外は、実施の形態１と同様に構成されている。尚、ここでいうＲ面は、スリット４による液体の吸い上げを容易にするという効果を得るために、先端部１を構成する部材の内部に中心がある円弧面を指すことは言うまでもない。
【００２１】
すなわち、実施の形態２のスポットピンでは、スリットのスリット規定面４ｓと先端部１の先端面との境界部分に、溶液の吸い上げを阻害する直交する角（かど）ができないように、Ｒ面取りして、スリット４による液体の吸い上げを容易にしている。
【００２２】
実施の形態２のＲ面２１ｒは、例えば、Ｒ面を有したダイヤモンドホイールなどによる研削又は研磨により高精度に加工することが出来、または成形段階でＲ面を有した傾斜面２１を予め形成しておき、焼成後焼成肌をそのまま傾斜面２１として用いることも可能である。
【００２３】
以上のように構成された実施の形態２のスポットピンは、Ｒ面２１ｒを有しているので、スリット４による液体の吸い上げが容易になり、先端面２のうちのＲ面２１ｒを除く部分が溶液の広がりを促進する平坦面２２となっているので、真円度の高い円形の点着が可能になる。
【００２４】
以上説明した実施の形態１及び２のスポットピンにおいては、より好ましい形態として、先端面２に平坦面２２ができるように、傾斜面２１又はＲ面２１ｒを設けた。
しかしながら、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、図４に示すように、隣接する傾斜面による稜線の端が外周に達するように、傾斜面２１を形成するようにしてもよい。尚、この場合、傾斜面２１に代えてＲ面としてもよい。
【００２５】
また、実施の形態１及び２のスポットピンにおいては、スリット４を構成する対向するスリット規定面４ｓを互いに平行に設けたが、本発明はこれに限られるものではなく、図５Ａ，図５Ｂに示すように、スリット規定面４ｓの間隔が、開口端４ｅに向かって狭くなるようにスリット規定面４ｓを設けるようにしてもよい。このようにすると、より多くの溶液を吸い上げて保持することが可能になる。
スリット４を開口端４ｅに向かって狭くなるようにテーパ状とするには、成形段階でスリット４に対応する金型を組み合わせ金型としておき、成形後スリット４に対応する金型を円周方向に抜くことで成形が可能である。また、このような金型にすれば、成形はプレス成形や射出成形を行うことが可能である。
【００２６】
また、本発明では、図６に示すように、例えば、互いに平行に対向するスリット規定面４ｓを形成してものに対して、スリット規定面４ｓ間の間隔が開口端４ｅに向かって狭くなるようにスポットピンに、外側から内側に押圧する挟持部材を設けてもよく、該挟持部材にはリング６等を用いることができる。
このようにすると、比較的製造が容易な平行に対向するスリット規定面４ｓを形成した後に、リング６をはめ込むことにより、容易にスリット規定面４ｓの間隔を開口端に向かって狭くすることができ、より多くの溶液を吸い上げて保持することが可能なスポットピンを安価に製造できる。
なお、上記では挟持部材としてリング６を用いているが、長手方向に連続するスリットを有するスリーブを用いることも可能である。ここで、挟持部材としてこのようなスリーブを用いれば、その内周を、ダイヤモンド砥粒などを用いた研磨により高精度に加工することにより、スポットピンの円錐部外周と同じ傾斜とすることで、スリーブ６を上下してスリット４のテーパ状の傾斜を調整することが可能となる。さらに、スポットピン１０の長期利用に際して生じる先端面２の過渡な変形を防止することもできる。
【００２７】
さらに、実施の形態１及び２のスポットピンにおいては、十字スリット４で構成したが、本発明はこれに限られるものではなく、図７に示すように、１つのスリット４を備えたスポットピンとしてもよい。１回の吸引量が少なくてもよい場合には、加工が簡単になるので、スポットピン１０の製造コストを削減することが可能となる。
【００２８】
また、１つのスリット４を備えたスポットピンにおいて、図８に示すように、スリット４に沿って形成された傾斜面２１に直交する２つの傾斜面２１ａからなるＶ溝を形成するようにしてもよい。
このようにすると、傾斜面２１に直交するＶ溝がない場合に比較して、点着時にＶ溝に沿って溶液が広がるので、効果的に扇型の平坦面２２とプレートの間に溶液を広げることができ、より真円度の高い円形の点着が可能になる。
【００２９】
また、実施の形態１及び２のスポットピンでは、図９に示すように、十字型のスリット４の中心に円形孔５を形成するようにしてもよい。このようにすると、吸い上げる溶液の粘度が高い場合にも比較的容易に溶液を吸い上げることが可能になる。
ここで円形孔５は予め貫通した孔をあけておいてから外周やスリット４を加工することが可能である。
【００３０】
以上の実施の形態及び変形例では、本体部３と先端部１が別体で構成されたスポットピンについて説明したが、本発明は、本体部３と先端部１が一体で構成されていてもよい。
【実施例１】
【００３１】
以下、本発明に係る実施例について説明する。
本発明の実施例として図１に示すスポットピン１０と図３に示すスポットピン１０を作製した。
いずれのスポットピンもジルコニアセラミックス製とし、押し出し成形により円筒状の成形体を得て、焼成工程において焼き固めた後、研削により、以下のような仕上がり寸法になるように加工した。
（１）全長：２０ｍｍ、
（２）本体部３の直径φ：１．０ｍｍ、
（２）先端部１の長さ：１０ｍｍ、
（３）先端面の直径φ：０．５ｍｍ、
（４）スリット幅：０．０８ｍｍ、
尚、外周の加工は、ダイヤモンド砥石による外径研削により目標寸法に対して、±０．００１ｍｍの公差で加工した。
【００３２】
また、図１に示す構造のスポットピンにおける、スリット規定面４ｓと傾斜面２１のなす角度は、１３５度とし、傾斜面２１は、スリット規定面４ｓと平坦面２２の間のＣ面取り寸法が０．１１ｍｍになるように形成した（すなわち、開口端４ｅを含み平坦面２２に平行な平面と平坦面２２との間隔が、０．１１ｍｍとなる。）
また、図３に示すスポットピン１０のＲ面２１ｒは、曲率半径が０．０５ｍｍになるように形成した。
【００３３】
以上のようにして作製したスポットピン１０についてそれぞれ、特に粘度の低いオリゴ糖を使用し、吸入量の評価を行った。
その結果、図１、図３の本発明に係るスポットピンは、オリゴ糖をスリット４の上部まで吸入できた。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１Ａ】本発明に係る実施の形態１のスポットピンの構成を示す側面図である。
【図１Ｂ】実施の形態１のスポットピンを先端から見た平面図である。
【図２Ａ】実施の形態１のスポットピンの先端面近傍を拡大して示す側面図である。
【図２Ｂ】実施の形態１における先端面２の端面図である。
【図３Ａ】本発明に係る実施の形態２のスポットピンの先端面近傍を拡大して示す側面図である。
【図３Ｂ】実施の形態２における先端面２の端面図である。
【図４Ａ】本発明に係る変形例１のスポットピンの先端面近傍を拡大して示す側面図である。
【図４Ｂ】変形例１における先端面２の端面図である。
【図５Ａ】本発明に係る変形例２のスポットピンの構成を示す側面図である。
【図５Ｂ】変形例２のスポットピンを先端から見た平面図である。
【図６】本発明に係る変形例３のスポットピンの構成を示す側面図である。
【図７】本発明に係る変形例４のスポットピンの先端面の端面図である。
【図８】本発明に係る変形例５のスポットピンの先端面の端面図である。
【図９】本発明に係る変形例６のスポットピンの先端面の端面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１  先端部、２  先端面、３  本体部、４  スリット、４ｅ  開口端、４ｓ  スリット規定面、５  円形孔、６  リング、１０  スポットピン、２１  傾斜面、２１ｒ  Ｒ面、２２  平坦面。
【図１Ａ】
2006308469.tif 000003
【図１Ｂ】
2006308469.tif 000004
【図２Ａ】
2006308469.tif 000005
【図２Ｂ】
2006308469.tif 000006
【図３Ａ】
2006308469.tif 000007
【図３Ｂ】
2006308469.tif 000008
【図４Ａ】
2006308469.tif 000009
【図４Ｂ】
2006308469.tif 000010
【図５Ａ】
2006308469.tif 000011
【図５Ｂ】
2006308469.tif 000012
【図６】
2006308469.tif 000013
【図７】
2006308469.tif 000014
【図８】
2006308469.tif 000015
【図９】
2006308469.tif 000016