(57)【要約】    【課題】  マイクロアレイ製造時におけるカートリッジの洗浄時間を短縮すること。    【解決手段】  生体分子溶液を滴下してマイクロアレイを製造するためのマイクロアレイ製造装置に備わった液滴吐出用のカートリッジを洗浄する方法であって、注入口及び排出口を有すると共に一面が開口したキャップ(10)を、当該開口した一面を上記カートリッジ(50)の液体吐出面に密着させて配置する第１過程と、上記キャップの上記注入口(11)から洗浄液を注入し、上記カートリッジの液体吐出面から当該カートリッジ内に上記洗浄液を侵入させるとともに、当該侵入させた上記洗浄液を上記キャップの上記排出口(13)から吸引して排出する第２過程と、上記キャップの上記注入口(12)から気体を注入し、上記カートリッジの液体吐出面から当該カートリッジ内に上記気体を侵入させる第３過程と、を含む、液滴吐出用カートリッジの洗浄方法である。【選択図】    図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体分子溶液を滴下してマイクロアレイを製造するためのマイクロアレイ製造装置に備わった液滴吐出用のカートリッジを洗浄する方法であって、
注入口及び排出口を有すると共に一面が開口したキャップを、当該開口した一面を前記カートリッジの液体吐出面に密着させて配置する第１過程と、
前記キャップの前記注入口から洗浄液を注入し、前記カートリッジの液体吐出面から当該カートリッジ内に前記洗浄液を侵入させるとともに、当該侵入させた前記洗浄液を前記キャップの前記排出口から吸引して排出する第２過程と、
前記キャップの前記注入口から気体を注入し、前記カートリッジの液体吐出面から当該カートリッジ内に前記気体を侵入させる第３過程と、
を含む、液滴吐出用カートリッジの洗浄方法。
【請求項２】
複数の前記カートリッジに対して前記第１過程〜第３過程を順次並行して行う、請求項１に記載の液滴吐出用カートリッジの洗浄方法。
【請求項３】
前記第２過程は、
前記洗浄液として、界面活性剤、アルカリ性液体、有機溶剤のうち少なくとも１種類以上が添加されている液体を用いる過程と、
前記洗浄液としてリン酸緩衝液からなるリンス液を用いる過程と、
を含む、請求項１に記載の液滴吐出用カートリッジの洗浄方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の洗浄方法によって前記液滴吐出用カートリッジを洗浄する工程と、
前記液滴吐出用カートリッジを用いて前記生体分子溶液を滴下する工程と、
を含む、マイクロアレイの製造方法。
【請求項５】
生体分子溶液を滴下してマイクロアレイを製造するためのマイクロアレイ製造装置に備わった液滴吐出用のカートリッジを洗浄するための装置であって、
注入口及び排出口を有すると共に一面が開口しており、当該開口した一面を前記カートリッジの液体吐出面に密着させて用いられるキャップと、
前記キャップの前記注入口から洗浄液を注入し、前記カートリッジの液体吐出面から当該カートリッジ内に前記洗浄液を侵入させる洗浄液注入手段と、
前記キャップの前記注入口から気体を注入し、前記カートリッジの液体吐出面から当該カートリッジ内に前記気体を侵入させる気体注入手段と、
前記カートリッジ内に侵入した前記洗浄液又は前記気体を前記キャップの前記排出口から吸引して排出する吸引手段と、
を備える、液滴吐出用カートリッジの洗浄装置。
【請求項６】
前記キャップは前記注入口を少なくとも二つ備えており、一方の前記注入口を前記洗浄液の注入時に用い、他方の前記注入口を前記気体の注入時に用いる、請求項５に記載の液滴吐出用カートリッジの洗浄装置。
【請求項７】
前記洗浄液注入手段は、
前記洗浄液として、界面活性剤、アルカリ性液体、有機溶剤のうち少なくとも１種類以上が添加されている液体を注入する手段と、
前記洗浄液としてリン酸緩衝液からなるリンス液を注入する手段と、
を備える、請求項５に記載の液滴吐出用カートリッジの洗浄装置。
【請求項８】
請求項５〜７のいずれかに記載の液滴吐出用カートリッジの洗浄装置を備えるマイクロアレイ製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出法（インクジェット法）によりＤＮＡやタンパク質を固相上に吐出し、マイクロアレイを作製する装置及び方法に関し、より具体的は当該装置又は方法において液滴の吐出に用いるカートリッジを洗浄する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に用いられているインクジェット方式のプリンタでは、限定された試料（インク）を吐出するための異物除去を目的とした洗浄方法が主体であり、カートリッジ内の試料容器、流路、ノズル内を洗浄し、異なる試料に置換する必要性はない。しかし、インクジェット方式を用いて、ＤＮＡやタンパク質などの生体成分を含む試料を基板上に吐出し、マイクロアレイを製造する場合には、数百〜数千種類の微量な試料を吐出する必要がある。現状では、試料の吐出よりもその後のカートリッジの洗浄に要する時間が長いため、マイクロアレイの製造時間を短縮するためには、効率よくカートリッジ内の洗浄を行うことが非常に重要となる。
【０００３】
かかる洗浄技術に関する従来例としては以下のようなものがある。特許第３１０８７８８号公報（特許文献１）では、カートリッジのノズル開口部から洗浄液を供給する方法が提案されているが、これはインクジェットヘッド内の異物除去を目的としたものである。また、特開２００４−１０６４６０号公報（特許文献２）や特開平１０−２８６９７７号公報（特許文献３）では、試料の置換を目的とした洗浄方法が提案されているが、インク等の工業材料を対象としたものであり、生体成分のような微量試料に必要な洗浄後の乾燥工程は含まれていない。
【０００４】
これに対して、特開２００２−３２３５０７号公報（特許文献４）では、生体成分の吐出を目的としたマイクロアレイ製造装置が提案されている。この文献に記載の技術では、洗浄−すすぎ−乾燥までの工程を洗浄方法として規定しているが、各作業はそれぞれ専用に設けた場所で行われ、試料吐出部（カートリッジ）を順次移動させていく方法が採用されている。しかし、マイクロアレイを製造する場合には多種類の試料の吐出を行う必要があるため、吐出時間よりも洗浄及び試料交換時間の短縮が重要になる。上記の従来技術では、洗浄にかかる各作業ごとに試料吐出部を移動させるので、洗浄時間の短縮という観点では不十分であった。
【０００５】
【特許文献１】特許第３１０８７８８号公報
【特許文献２】特開２００４−１０６４６０号公報
【特許文献３】特開平１０−２８６９７７号公報
【特許文献４】特開２００２−３２３５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明は、マイクロアレイ製造時におけるカートリッジの洗浄時間の短縮を可能とする技術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】
【０００７】
第１の態様の本発明は、生体分子溶液を滴下してマイクロアレイを製造するためのマイクロアレイ製造装置に備わった液滴吐出用のカートリッジを洗浄する方法であって、注入口及び排出口を有すると共に一面が開口したキャップを、当該開口した一面を上記カートリッジの液体吐出面に密着させて配置する第１過程と、上記キャップの上記注入口から洗浄液を注入し、上記カートリッジの液体吐出面から当該カートリッジ内に上記洗浄液を侵入させるとともに、当該侵入させた上記洗浄液を上記キャップの上記排出口から吸引して排出する第２過程と、上記キャップの上記注入口から気体を注入し、上記カートリッジの液体吐出面から当該カートリッジ内に上記気体を侵入させる第３過程と、を含む液滴吐出用カートリッジの洗浄方法である。
【０００８】
ここで、本明細書において「マイクロアレイ」とは、ガラス等からなる基板上に多数の種類の生体分子溶液の液滴が配置されるものをいう。生体分子溶液とは、ＤＮＡ（デオキシリボ核酸）、たんぱく質など含む溶液であり、プローブ溶液と呼ばれる場合もある。
【０００９】
かかる洗浄方法によれば、カートリッジ内の試料容器、流路及びノズルの洗浄及びその後の乾燥を一連に行うことが可能となり、カートリッジの洗浄時間を短縮することが可能となる。
【００１０】
また、複数のカートリッジに対して上述した第１過程〜第３過程を順次並行して行うことも好ましい。
【００１１】
これにより、複数のカートリッジを使用する場合において、カートリッジの洗浄時間を短縮することが可能となる。
【００１２】
好ましくは、上述した第２過程は、上記洗浄液として、界面活性剤、アルカリ性液体、有機溶剤のうち少なくとも１種類以上が添加されている液体を用いる過程と、上記洗浄液としてリン酸緩衝液からなるリンス液を用いる過程と、を含む。
【００１３】
洗浄液として界面活性剤、アルカリ性液体、有機溶剤のうち少なくとも１種類以上が添加されている液体を用いる場合には、その後にリンス液を用いた洗浄も合わせて行いたい場合が多いが、そのような場合に、洗浄液を切り替えて注入することにより、洗浄時間を短縮することが可能となる。
【００１４】
第２の態様の本発明は、上述した洗浄方法によって上記液滴吐出用カートリッジを洗浄する工程と、液滴吐出用カートリッジを用いて上記生体分子溶液を滴下する工程と、を含むマイクロアレイの製造方法である。
【００１５】
かかる製造方法によれば、カートリッジの洗浄時間が短縮され、マイクロアレイの製造効率を高めることが可能となる。
【００１６】
第３の態様の本発明は、生体分子溶液を滴下してマイクロアレイを製造するためのマイクロアレイ製造装置に備わった液滴吐出用のカートリッジを洗浄するための装置であって、注入口及び排出口を有すると共に一面が開口しており、当該開口した一面を上記カートリッジの液体吐出面に密着させて用いられるキャップと、上記キャップの上記注入口から洗浄液を注入し、上記カートリッジの液体吐出面から当該カートリッジ内に上記洗浄液を侵入させる洗浄液注入手段と、上記キャップの上記注入口から気体を注入し、上記カートリッジの液体吐出面から当該カートリッジ内に上記気体を侵入させる気体注入手段と、上記カートリッジ内に侵入した上記洗浄液又は上記気体を上記キャップの上記排出口から吸引して排出する吸引手段と、を備える液滴吐出用カートリッジの洗浄装置である。
【００１７】
かかる洗浄装置によれば、カートリッジ内の試料容器、流路及びノズルの洗浄及びその後の乾燥を一連に行うことが可能となり、カートリッジの洗浄時間を短縮することが可能となる。
【００１８】
好ましくは、上記キャップは上記注入口を少なくとも二つ備えており、一方の上記注入口を上記洗浄液の注入時に用い、他方の上記注入口を上記気体の注入時に用いる。
【００１９】
液体と気体で別個に注入口を設けておくことにより、注入対象を切り替える際の時間が短縮され、洗浄時間の更なる短縮が可能となる。
【００２０】
好ましくは、上記洗浄液注入手段は、上記洗浄液として界面活性剤、アルカリ性液体、有機溶剤のうち少なくとも１種類以上が添加されている液体を注入する手段と、上記洗浄液としてリン酸緩衝液からなるリンス液を注入する手段とを備える。
【００２１】
洗浄液として界面活性剤、アルカリ性液体、有機溶剤のうち少なくとも１種類以上が添加されている液体を用いる場合には、その後にリンス液を用いた洗浄も合わせて行いたい場合が多いが、そのような場合に、洗浄液を切り替えて注入することにより、洗浄時間を短縮することが可能となる。
【００２２】
第４の態様の本発明は、上述した液滴吐出用カートリッジの洗浄装置を備えるマイクロアレイ製造装置である。
【００２３】
かかるマイクロアレイ製造装置によれば、カートリッジの洗浄時間が短縮され、マイクロアレイの製造効率を高めることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１は、一実施形態のカートリッジ洗浄装置の全体構成を説明するブロック図である。図１に示すカートリッジ洗浄装置１００は、生体分子溶液を滴下してマイクロアレイを製造するためのマイクロアレイ製造装置に装着して用いられる液滴吐出用のカートリッジ５０を洗浄するためのものであり、キャップ１０、洗浄液タンク２０、リンス液タンク２１、注入用ポンプ２２、バルブ２３、送風機２４、吸引用ポンプ２５、廃液タンク２６、配管２７を含んで構成されている。
【００２６】
キャップ１０は、カートリッジ５０に密着させて配置され、当該カートリッジ５０を洗浄するために用いられるものである。
【００２７】
図２は、キャップ１０の詳細構成及び使用状態を説明するための模式断面図である。図２に示すように、本実施形態において洗浄対象となるカートリッジ５０は、複数のノズル（液滴吐出口）５３を備えるノズル部材５１と、当該ノズル部材５１の各ノズルと連通する流路を有し、当該流路を介して生体分子溶液を供給するリザーバ５２とを含んで構成されている。そして、図示のようにキャップ１０は、一面側が開口しており、当該開口した一面をカートリッジ５０の各ノズル５３の形成面（すなわち液滴吐出面）に密着させて用いられる。キャップ１０の開口側と対向する位置には、２つの注入口１１、１２と、排出口１３とが形成されている。注入口１１はカートリッジ５０内に洗浄液を注入するために用いられ、注入口１２はカートリッジ５０内に気体（空気、窒素ガス等）を注入するために用いられる。排出口１３は、洗浄液または気体を排出するために用いられる。
【００２８】
洗浄液タンク２０は、界面活性剤、アルカリ性液体、有機溶剤のうち少なくとも１種類以上が添加されている液体からなる洗浄液を入れておくものである。リンス液タンク２１は、リン酸緩衝液からなるリンス液を入れておくものである。これらの洗浄液タンク２０、リンス液タンク２１にはそれぞれ配管２７が接続されている。当該各配管２７を介して、注入用タンク２２により上述したキャップ１０の注入口１１へ洗浄液又はリンス液を注入し、カートリッジ５０の液体吐出面から当該カートリッジ５０内に洗浄液を侵入させることができるように構成されている。バルブ２３は、注入用タンク２２を洗浄液タンク２０とリンス液タンク２１のいずれに接続するかを選択的に切り替えるためのものである。なお、洗浄液タンク２１、ポンプ２２及び配管２７が本発明における「洗浄液注入手段」に相当する。
【００２９】
送風機２４は、配管２７を介して上述したキャップ１０の注入口１２と接続されている。この送風機２４及び配管２７によって、注入口１２から気体を注入し、カートリッジ５０の液体吐出面から当該カートリッジ５０内に気体を侵入させることができるように構成されている。送風機２４として、例えばペリスターポンプを採用することにより、送風機２４を小型化し、カートリッジ洗浄装置１００内におけるレイアウトを容易にすることができる。なお、送風機２４及び配管２７が本発明における「気体注入手段」に相当する。
【００３０】
吸引用ポンプ２５は、配管２７を介して上述したキャップ１０の排出口１３と接続されている。この吸引ポンプ２５及び配管２７によって、カートリッジ５０内に侵入した洗浄液又は気体をキャップ１０の排出口１３から吸引して排出することができる。吸引された洗浄液は廃液タンク２６に貯留される。なお、吸引用ポンプ２５及び配管２７が本発明における「吸引手段」に対応する。
【００３１】
本実施形態のカートリッジ洗浄装置１００はこのような構成を有しており、次に、当該カートリッジ洗浄装置１００を備えるマイクロアレイ製造装置の構成例を説明する。
【００３２】
図３は、マイクロアレイ製造装置の構成例を説明するブロック図である。図３に示すマイクロアレイ製造装置２００は、基板６４上に生体分子溶液の液滴を複数配置してなるマイクロアレイを製造するためのものであり、複数の基板６４を載置可能に構成されたテーブル６０と、カートリッジ５０をＸ方向に自在に移動させるためのＸ方向駆動軸６１、６２と、テーブル６０をＹ方向に自在に移動させるためのＹ方向駆動軸６３と、上述したカートリッジ洗浄装置１００と、を含んで構成されている。本構成例のマイクロアレイ製造装置２００では、例えば、吐出に使用するカートリッジ５０を一方のＸ方向駆動軸６１によってステージ６４上を移動させてマイクロアレイの製造を行いつつ、これと並行して、吐出に使用しないカートリッジ５０を他方のＸ方向駆動軸６２によってカートリッジ洗浄装置１００まで移動させて、カートリッジ洗浄を行うことができる。
【００３３】
次に、本実施形態のカートリッジ洗浄装置１００を用いて行われるカートリッジ洗浄方法について説明する。
【００３４】
図４は、カートリッジ洗浄方法を説明するための図（模式断面図）である。
【００３５】
まず、図４（Ａ）に示すように、キャップ１０をその開口面がカートリッジ５０の液体吐出面に密着するようにして配置する。
【００３６】
次に、図４（Ｂ）に示すように、吸引用ポンプ２５を作動させ、カートリッジ５０内に残留している試料をキャップ１０の排出口１３から吸引し、除去する。
【００３７】
次に、図４（Ｃ）に示すように、注入用ポンプ２２を作動させ、キャップ１０の注入口１１からアルカリ性液体等を含んでなる洗浄液を注入し、カートリッジ５０の液体吐出面から当該カートリッジ５０内に洗浄液を侵入させる。またこれと並行して、吸引用ポンプ２５を作動させ、カートリッジ５０内に侵入させた洗浄液をキャップ１０の排出口１３から吸引して排出する。ここで、界面活性剤、アルカリ性液体、有機溶剤のうち少なくとも１種類以上が添加されている液体からなる洗浄液としては、Ｔｗｅｅｎ２０溶液又は次亜鉛酸系洗浄剤を用いることが好ましい。
【００３８】
次に、図４（Ｄ）に示すように、注入用ポンプ２２を作動させ、キャップ１０の注入口１１からリンス液を注入し、カートリッジ５０の液体吐出面から当該カートリッジ５０内にリンス液を侵入させる。またこれと並行して、吸引用ポンプ２５を作動させ、カートリッジ５０内に侵入させたリンス液をキャップ１０の排出口１３から吸引して排出する。ここで、リンス液としては、上述したようにリン酸緩衝液を用いることが好ましい。
【００３９】
次に、図４（Ｅ）に示すように、送風機２４を作動させ、キャップ１０の注入口１２から気体（エアー）を注入し、カートリッジ５０の液体吐出面から当該カートリッジ５０内に上記気体を侵入させる。ここで、気体としては、空気、窒素ガスなどが好適に用いられる。侵入させた気体は排出口１３あるいはリザーバ上部開口部を介して排出される。
【００４０】
このように本実施形態によれば、カートリッジ５０のリザーバ（試料容器）、流路及びノズルの洗浄及びその後の乾燥を一連に行うことが可能となり、カートリッジ５０の洗浄時間を短縮することが可能となる。そして、カートリッジの洗浄時間が短縮されることにより、マイクロアレイの製造効率を高めることが可能となる。
【００４１】
なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述したキャップ１０を複数用意しておき、複数のカートリッジ５０を並行して（略同時に）洗浄するようにカートリッジ洗浄装置を構成することもできる。
【００４２】
図５は、複数のカートリッジを並行して洗浄可能なカートリッジ洗浄装置の構成例を説明するブロック図である。図５に示すカートリッジ洗浄装置１００ａは、基本的には上述した実施形態にかかるカートリッジ洗浄装置１００と同様な構成を備えている（図１参照）。図５では、図１に示すカートリッジ洗浄装置１００と共通する構成要素には同符号が付されており、これらの構成要素については詳細な説明を省略する。本例のカートリッジ洗浄装置１００ａでは、各バルブ２８、２９、３０によって、各キャップ１０と注入用ポンプ２２、吸引用ポンプ２４、送風機２６のそれぞれとの接続状態を切り替え可能となっており、洗浄にかかる各過程を３つのカートリッジ５０のそれぞれに対して並行して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】カートリッジ洗浄装置の全体構成を説明するブロック図である。
【図２】キャップの詳細構成及び使用状態を説明するための模式断面図である。
【図３】マイクロアレイ製造装置の構成例を説明するブロック図である。
【図４】カートリッジ洗浄方法を説明するための図（模式断面図）である。
【図５】複数のカートリッジを並行して洗浄可能なカートリッジ洗浄装置の構成例を説明するブロック図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０…キャップ、１１、１２…注入口、１３…排出口、２０…洗浄液タンク、２１…リンス液タンク、２２…注入用ポンプ、２３…バルブ、２４…送風機、２５…吸引用ポンプ、２６…廃液タンク、２７…配管
【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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