(57)【要約】本発明は、多数の異なる検体を、効率的かつ迅速に取り扱うことができる試料配布装置、塗布部製造方法および試料配布方法、並びに基体活性化装置に関する。本発明は、基体に配布すべき所定試料を含有する流動体を収容する複数の収容部からなる１以上の収容部の組と、前記各収容部に収容された前記各流動体に浸すことによって少量の前記流動体を保持可能な２以上の保持端が、前記収容部の配列に応じて配列された塗布部を有する試料供給部と、前記基体および前記収容部と前記塗布部との間を、相対的に移動する移動部とを有するように構成する。
2003100421.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基体または収容部に配布すべき所定試料を含有する流動体を収容可能な複数の収容部からなる１以上の収容部の組と、前記収容部に収容された前記流動体に浸すことによって少量の前記流動体を保持可能な２以上の保持端が、前記収容部の配列に応じて配列された塗布部を有する試料供給部と、前記基体および前記収容部と前記塗布部との間を、相対的に移動する移動部とを有するものである試料配布装置。
【請求項２】
前記塗布部は、前記試料供給部に対して着脱自在に設けられた請求項１に記載の試料配布装置。
【請求項３】
前記基体が糸状、紐状等の細長形状に形成されている場合には、該基体を前記保持端に保持されている流動体と接触可能となるように、前記保持端の配列に応じて定まる経路に沿って張力を加えて配置する基体供給部を有し、前記移動部は、前記保持端を前記基体に対して相対的に移動する塗布移動部を有する請求項１または請求項２のいずれかに記載の試料配布装置。
【請求項４】
前記基体供給部は、前記基体が前記経路に沿って走行可能であるように張力を加えて該基体を配置し、前記移動部は、該基体を該経路に沿って走行させる走行駆動部を有する請求項３に記載の試料配布装置。
【請求項５】
前記塗布部は、２以上の前記保持端が所定間隔を開けて櫛状に配列された櫛状塗布部である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の試料配布装置。
【請求項６】
前記塗布部は、２以上の前記保持端が所定間隔を開けてマトリクス状に配列されたマトリクス状塗布部であり、前記基体供給部は、前記基体を、前記マトリクスの行方向に、または列方向に沿って縫うように張力を加えて配置するものである請求項３または請求項４のいずれかに記載の試料配布装置。
【請求項７】
前記塗布部は、薄板状またはシート状部材で形成された２以上の塗布要素からなり、各塗布要素は、上下方向に細長形状または下方向に先細り形状に形成されたアーム部と、前記アーム部に対して上方向または側方向に拡開するように前記シート状部材を折り曲げられて形成された前記保持端とを有するものである請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の試料配布装置。
【請求項８】
前記塗布部は、薄板状またはシート状部材で形成された２以上の塗布要素からなり、各塗布要素は、上下方向に細長形状または下方向に先細り形状に形成されたアーム部と、孔またはスリットが形成された保持端とを有するものである請求項１または請求項７に記載の試料配布装置。
【請求項９】
前記塗布部は、２以上の塗布要素からなり、各塗布要素は、前記収容部の開口部に嵌合して該収容部を密閉可能とする蓋部と、該蓋部の下側に設けられ、該蓋部によって、前記収容部を密閉した際に、前記各収容部内に収容される保持端とを有するものである請求項１、請求項７または請求項８に記載の試料配布装置。
【請求項１０】
前記基体供給部は、該基体に配布されるべき試料の基体上の配布位置の間隔と同一またはその整数倍の間隔で基体の配布位置間でのみ接触する尖った先端の複数の歯をもつ歯車状のローラを有し、該ローラに前記基体がかけ渡されて設けられたものである請求項４ないし請求項９のいずれかに記載の試料配布装置。
【請求項１１】
矩形状の薄板またはシートの一縁部に平行な直線に沿って該縁部近傍を前記薄板またはシートの平面に沿った方向または該平面の法線方向に拡開するように折り曲げる折曲工程と、複数の保持端およびアーム部を形成するように、折り曲げた前記薄板またはシートを切断する切断工程とを有する塗布部製造方法。
【請求項１２】
前記切断工程は、折り曲げた前記薄板またはシートについて、前記保持端が完全に切り離されるように、または、保持端が所定間隔で櫛状に配列されるように切断する請求項１１に記載の塗布部製造方法。
【請求項１３】
基体または収容部に配布すべき所定試料を含有する流動体を収容する複数の収容部からなる１以上の収容部の組に対して、前記収容部の配列に応じて配列された塗布部の２以上の保持端を、相対的に移動させて前記収容部に収容されている流動体に浸すことによって、少量の前記各流動体を前記保持端に保持させる保持工程と、前記保持端と前記基体または前記収容部との間を相対的に移動して、前記保持端に保持されている前記流動体を、前記基体または１以上の収容部の組に配布する配布工程とを有する試料配布方法。
【請求項１４】
前記方法は、使用した前記塗布部を除去して、新しい塗布部と入れ替えて用いる再生工程を有する請求項１３に記載の試料配布方法。
【請求項１５】
前記配布工程は、前記基体が糸状、紐状等の細長形状である場合には、前記保持端に保持されている流動体と接触可能となるように前記保持端の配列に応じて定まる経路に沿って張力を加えて配置された基体に沿って相対的に前記保持端を移動させる移動工程を有する請求項１３に記載の試料配布方法。
【請求項１６】
前記移動工程は、前記基体に張力を加えて前記経路に沿って走行させる走行工程を有する請求項１５に記載の試料配布方法。
【請求項１７】
前記走行工程は、前記塗布部が２以上の前記保持端を所定間隔を開けて櫛状に配列されているものである場合には、前記基体は、該配列方向に沿った経路を走行する請求項１６に記載の試料配布方法。
【請求項１８】
前記走行工程は、前記塗布部が、前記２以上の保持端が所定間隔を開けてマトリクス状に配列されたものである場合には、前記基体は、前記マトリクスの行方向または列方向に沿って、行間または列間を縫うようにして走行する請求項１６に記載の試料配布方法。
【請求項１９】
前記保持工程の後、前記保持端を他の１以上の収容部の組に相対的に移動させて、前記各収容部に収容されている流動体に浸すことによって、前記保持端に保持されている流動体を、他の流動体と混合し、希釈化し、または変更する工程を有する請求項１３に記載の試料配布方法。
【請求項２０】
１種または２種以上の各種試料が配布された糸状、紐状等の細長形状の基体が内部を走行可能に貫通する管と、該管の形状によって定まる基体の経路に沿って、走行可能に張力を加えて配置する基体供給部と、該基体供給部を駆動して前記管を通って前記基体を走行させる走行駆動部とを有するとともに、該管はその内部に活性化用溶液が収容可能となるように該管の両端部が上方向に湾曲して形成された基体活性化装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、試料配布装置、塗布部製造方法および試料配布方法、並びに基体活性化装置に係り、詳細には、多数の種々の試料の抽出および移送を可能にする試料配布装置、塗布部製造方法および試料配布方法、並びに基体活性化装置に関する。本発明は、例えば、核酸、タンパク質を配列したアレイを作成するために使用し、もしくは、コンビナトリアルケミストリーを実行する為の多数の異なる試料の混合、またはマルチ−ウェルプレート形式で、標準的免疫検査の実行を行うこと等の種々の分野で用いられる。
背景技術
従来、ハイスループットのスクリーニングおよび遺伝子やタンパク質等のアレイの使用についての爆発的な増加は、多数の種々の試料の操作の必要性をもたらしている。特に、アレイの場合には、数千の異なる遺伝子検体が支持体上に配列されることが多い。この作業は、例えば、該検体が懸濁する流動体を収容する容器から、少量の流動体を拾い上げて、その流動体を表面に接触させること、または、その流動体を他の液収容部内に分散させて混合することである。
このような技術として、支持体上に生物学的試料からなるミクロアレイを形成する方法および装置がある（特表平１０−５０３８４１号公報、米国特許５８０７５２２）。この方法は、既知量の試薬を、規定量の液体を支持体上に導入するのに効果的な条件下で、毛管分配装置を支持体に打ち付けることによって、選択された配列位置に分配する方法である。この方法は、選択された試薬を互いに離れて同一方向に広がる細長い部材によって形成され、一定量の試薬溶液を保持することができ、前記毛管流路中の水溶液がメニスカスを形成する先端領域を有する、細長い毛管流路を有する試薬分配装置に充填し、前記分配装置の先端を表面上の規定位置で支持体に対して軽く打ち付け、毛管流路中のメニスカスを壊すように衝撃を与え、選択された量、０．００２〜２μｌの溶液を表面上に付着させ、アレイが形成されるまで繰り返すものである。
また、サーマル・インクジェット法による検体液の配布を使用したアレイに基づいたハイブリダイゼイション検査を形成するものがあった（特開平１１−１８７９００号公報、米国特許６２２１６５３）。または、ピンまたはリング若しくは先端に細長い孔を有するピンを用いたものがあった。
ところで、従来の方法では、アレイの生成を可能とするけれども、それらは、厳しい条件によって妨げられている。
すなわち、異なる試薬へ適用する場合に、それらを再使用可能とするには、洗浄が必要である。試薬のセットが変更される際に必要となる洗浄工程は、アレイを生成する際に、処理を遅らせるので、処理量を減少させるという問題点を有していた。加えて、もし、洗浄工程が完全でない場合には、同一チップの再使用の際、クロスコンタミネーションの可能性があるという問題点を有していた。
さらに、試薬として異なるタンパク質を扱う場合には、洗浄を行っても、タンパク質を完全に除去することができず、再使用ができないという問題点を有していた。
また、ピンおよび噴射要素は、それらをアレイ状に配列して組み立てる間、加圧滅菌されていないという問題点を有していた。
そこで、本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、多数の試料を、効率的かつ迅速に取り扱うことができる試料配布装置、塗布部製造方法および試料配布方法、並びに基体活性化装置を提供することである。
第２の目的は、製造が容易で、製造コストが低く使い捨て可能であって、洗浄を必要とせず、コンタミネーションまたは物質の持ち越しの心配がない試料配布装置、塗布部製造方法および試料配布方法、並びに基体活性化装置を提供することである。
第３の目的は、該装置製造の際に、滅菌状態で製造することができる信頼性の高い試料配布装置、塗布部製造方法および試料配布方法、並びに基体活性化装置を提供することである。
第４の目的は、多数の試料を配列したアレイを、効率的かつ迅速に製造することができる試料配布装置、塗布部製造方法および試料配布方法、並びに基体活性化装置を提供することである。
発明の開示
以上の技術的課題を解決するために、第１の発明は、基体または収容部に配布すべき所定試料を含有する流動体を収容可能な複数の収容部からなる１以上の収容部の組と、前記各収容部に収容された前記各流動体に浸すことによって少量の前記流動体を保持可能な２以上の保持端が、前記収容部の配列に応じて配列された塗布部を有する試料供給部と、前記基体および前記収容部と前記塗布部との間を、相対的に移動する移動部とを有する試料配布装置である。
ここで、「所定試料」には、例えば、核酸、タンパク質、糖等の生体低分子または生体高分子等の物質を含む。「流動体」には、液体のみならず、粘性を持った半流動体をも含む。
「保持端」は、少量の液体等の流動体を保持可能な機能をもつ端部である。保持端の形状は、対象となる基体の形状や特性に応じて定まるものである。例えば、基体が糸状、紐状等の細長形状の場合には、略Ｊ字状、略ｖ字状、または略「＜」状等のフック状が好ましい。フック状とは、横方向または上方向に拡開するとともに、基体と流動体との接触時において基体の長手方向に沿って相対的に移動可能となるように開いている形状をいう。
該保持端が該フック状に形成されることによって、基体と流動体との接触または塗布は、該保持端を前記基体に対して上昇させまたは横方向に移動することによって行われ、また、基体と保持端の流動体とが接触した状態での相対的な移動、特に、基体の経路に沿った走行が自由にできることになる。
また、前記保持端は上方向または横方向に拡開するものであるため、前記流動体の保持能力が高く、保持された比較的豊富な液量を用いて、前記細長形状の基体の全周囲と流動体とを接触させて、該基体上の単に一方向によって定まるラインに対してではなく、無数の方向によって定まる曲面に沿った全周囲において３次元的に塗布することができる。
一方、基体が平坦な平面状の場合には、例えば、孔またはスリットをもつ略Ｌ字状が好ましい。保持端がこれらの形状をもっことによって、その加工を容易化する。
「収容部の組」は、例えば、２以上のウェルを有するマイクロプレートである。「多数」とは、好ましくは、例えば、４８個、９６個、３８４個、１５３６個等である。これらのウェルが、各々６行×８列、８行×１２列、１６行×２４列、３２行×４８列等のマトリクス状に配列されたものが好ましい。
「少量」とは、例えば、約０．０１μリットルから約１００μリットル、好ましくは約１μリットルのオーダーである。前記保持端が保持できる液体量、すなわち、基体に塗布されるべき溶液の量は、該保持端の形状および大きさによって定まる。例えば、基体が細長形状の場合に用いるフック状の保持端では、基体に沿った保持端の幅とその保持端の高さまたは深さにより定まる。保持端の高さまたは深さは、前記基体の径を超える大きさが好ましい。また、孔やスリットが設けられた保持端では、該保持端を構成するシート状物質の厚さおよび前記孔やスリットの面積によって決定することができる。
「試料の配布」は、基体のみならず、収容部に対しても行うことができる。配布は、塗布部の保持端に保持されている試料と基体または各収容部若しくは該収容部に収容されている液体とを接触させることによって行う。塗布は静止した状態または移動する状態での前記保持端との接触に相当する。また、接触時間は、瞬間的の場合または有限の場合がある。接触の移動距離、接触時間を調整することによって、配布量および配布面積を調整することができる。静止した状態で行う塗布は斑点状に付けるスポッティングに相当する。
また、流動体が、前記保持端以外の、保持端に隣接する領域に付着することを防止するために、高分子コーティング、特にテフロンまたはシリコンで表面を被覆して疎水性の性質を加えるのが好ましい。
前記保持端が設けられた塗布部は、薄板状またはシート状の素材を加工することによって形成するのが好ましい。このような素材としては、例えば、ポリカーボネイト（透明で熱可塑性の物質）、ポリビニールアセテート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリサルフォン、ポリビニリデン２フッ化物、テフロンのようなプラスチック、金属、セルロシックスで作られた厚さが１〜１０３μｍ（０．０００１〜０．１インチ）のオーダー、好ましくは、約１０〜１０２μｍ（０．００１〜０．０１インチ）のオーダーの厚さであり、典型的には、１２．７μｍ（０．００５インチ）の厚さである。薄板状の素材を用いるのは、使い捨て可能とするためである。すなわち、低コストで、打ち抜き、切断および折り曲げ工程による塗布部を大量生産に使用できるので、薄いシート状の物質が好ましいからである。
「基体」は、前記試料を含有する流動体を塗布して配布する対象物の１つであって、プレート状のチップ、紐、糸状の細長形状のもの、多数のウェルが設けられたマイクロプレート、または、１組の収容部であっても良い。配布された流動体に含有する試料が配列されるためには、該基体自体が、試料を保持する性質、例えば、多孔質、凹凸性、発泡性等の浸潤性等の性質または容器のような液体保持性をもつ必要がある。また、該基体は、前記保持端の配列に応じて塗布可能に配置されている必要がある。前記試料とその配布位置とを対応付けるようにして、各種の検査を行うことが可能である。該基体には、生物学的に活性化された分子がその多孔層等に配布または固定されているのが好ましい。前記細長形状の基体としては、例えば、ナイロンミシン糸、または、細径の釣り用のスポーツの分野で使用される縒りのないモノフィラメントのライン等の繊維状物質である。
第１の発明によれば、保持端を、配布すべき試料を含有する流動体を収容している収容部に浸すだけで、保持端に前記流動体を保持させ、該保持端にある該流動体に基体を接触させることによって基体上に試料を含有する流動体を配布することができる。したがって、簡単な構造および簡単な制御で安価にＤＮＡチップ等のような、試料を効率的に多数配列したアレイを大量に製造することができる。
第２の発明では、前記塗布部は、前記試料供給部に対して着脱自在に設けられた試料配布装置である。
第２の発明によれば、塗布部を着脱自在に取り付けるようにして、使用済みの塗布部を順次新しい塗布部と入れ替えることができるようにしているので、クロスコンタミネーションを防止しながら、多数の試料の配布を行うことができる。なお、塗布部は安価に製造可能なので、処理コストを削減することができる。
第３の発明は、前記基体が糸状、紐状等の細長形状に形成されている場合には、該基体を前記保持端に保持されている流動体と接触可能となるように、前記保持端の配列に応じて定まる経路に沿って張力を加えて配置する基体供給部を有し、前記移動部は、前記保持端を前記基体に対して相対的に移動する塗布移動部とを有する試料配布装置である。
ここで、前記「基体供給部」は、細長形状の基体を配置するものである。
細長形状の基体に対して塗布を行う場合には、配布位置の近傍にある該基体の全周が保持端に保持されている流動体に漬かるように接触するのが好ましい。したがって、保持端の形状は、フック状に拡開するのが好ましい。そのための液量は、基体の径によって定められる。
「相対的に移動」であるから、基体を固定させ、保持端のみを基体に沿って移動する場合、基体を移動させ、保持端は基体に沿っては移動しない場合、基体と保持端との双方を移動させる場合がある。基体を固定させ、保持端のみを基体に沿って移動させる場合は、基体供給装置の構造が簡単になるという利点がある。基体を移動させて保持端を基体に沿っては移動しない場合には、塗布部の構造が簡単化させることができる。基体と保持端の双方を移動させる場合については、第４の発明に相当する。
第３の発明によれば、細長形状に形成された基体に対して、一斉に接触可能となるように、前記塗布部の配列に応じて定まる経路に沿って張着し、該経路に沿って保持端を前記基体に対して相対的に移動させることによって、容易かつ効率的に試料の配布を行うことができる。
第４の発明は、前記基体供給部は、前記基体が前記経路に沿って走行可能であるように張力を加えて該基体を配置し、前記移動部は、該基体を該経路に沿って走行させる走行駆動部を有する試料配布装置である。
該「基体供給部」は、例えば、上流側にある繰出しリールまたはローラから下流側にある巻取りリールまたはローラまでの間を所定経路に沿って、走行可能に張力を加えて配置する。該リールまたはローラ間には、さらに、別のローラが前記経路に沿って所定間隔で設けられる場合がある。また、基体に張力を与え、または走行させるために、少なくとも、最上流側および最下流側にある前記リールまたはローラには、これらに回転力を与えるためのモータが設けられている。
静止状態の基体に張力を与えるには、例えば、最上流側にあるリールまたはローラを停止して、最下流側にあるリールまたはローラに小さな回転力を与えることによって実現することができる。また、走行状態の基体に張力を与えるには、例えば、最上流側にあるリールまたはローラに基体を走行方向に進めるような回転力を与えるとともに、最下流側にあるリールまたはローラに前記回転力よりもやや大きな回転力を与えることによって実現することができる。
第４の発明によれば、細長形状に形成された基体に対して、一斉に接触可能となるように、前記塗布部の配列に応じて定まる経路に沿って張着し、該経路に沿って該基体を走行可能に設けている。したがって、基体の走行と、塗布部の移動とを組み合わせることによって、確実に、かつ、より一層容易かつ効率的に試料の配布を行うことができる。
第５の発明は、前記塗布部は、２以上の前記保持端が所定間隔を開けて櫛状に配列された櫛状塗布部である試料配布装置である。好ましくは、該櫛状塗布部は、薄板状またはシート状部材から一体に形成する。
ここで、「所定間隔」は、使用する１組の収容部の隣接する収容部間の間隔、例えば、マイクロプレートのウェル間の間隔または基体上の隣接する試料間の間隔を考慮して決定される。
第５の発明によれば、複数の保持端を一斉に基体と接触することができるので、試料の配布を効率的かつ迅速に行うことができる。
第６の発明は、前記塗布部は、２以上の前記保持端が所定間隔を開けてマトリクス状に配列されてマトリクス状塗布部であり、前記基体供給部は、前記基体を、前記マトリクスの行方向に、または／および列方向に沿って縫うように張力を加えて配置する試料配布装置である。ここで、前記マトリクス状塗布部は、例えば、前記櫛状塗布部を複数列に設けることによって、複数のマトリクス状塗布部を組み合わせることによって、または前記塗布部を個々にマトリクス状に配列することによって形成する。前記基体供給部に配置された前記基体を前記マトリクスの行方向にまたは／および列方向に沿って縫うように走行可能とするものであっても良い。
第６の発明によれば、複数の保持端を一斉に基体と接触することができるので、試料の配布を効率的かつ迅速に行うことができる。
第７の発明は、前記塗布部は、薄板状またはシート状部材で形成された２以上の塗布要素からなり、各塗布要素は、上下方向に細長形状または下方向に先細り形状に形成されたアーム部と、前記アーム部に対して上方向または側方向に拡開するように前記シート状部材を折り曲げられて形成された前記保持端とを有する試料配布装置である。
第７の発明によれば、塗布部をシートまたは薄板を用いて容易に作成することができる。したがって、塗布部の製造コストを引き下げ、使い捨て可能な塗布部を提供することができる。
第８の発明は、前記塗布部は、薄板状またはシート状部材で形成された２以上の塗布要素からなり、各塗布要素は、上下方向に細長形状または下方向に先細り形状に形成されたアーム部と、孔またはスリットが形成された前記保持端とを有する試料配布装置である。ここで、該保持端は、孔またはスリットが形成された部分が、前記アーム部の軸方向に対して曲げられていても良い。
第８の発明によれば、塗布部をシートまたは薄板を用いて容易に作成することができる。したがって、塗布部の製造コストを引き下げ、使い捨て可能な塗布部を提供することができる。
第９の発明は、前記塗布部は、２以上の前記塗布要素からなり、各塗布要素は、前記収容部の開口部に嵌合して該収容部を密閉可能とする蓋部と、該蓋部の下側に設けられ、該蓋部によって、前記収容部を密閉した際に、前記各収容部内に収容される保持端とを有するものである試料配布装置である。
第９の発明によれば、収容部内に予め作成した試料を収容する代わりに、該収容部内で試料の作成を効率的に行うことができる。したがって、全体としての処理の効率化、迅速化または一貫性を図ることができる。また、蓋部によって、前記収容部を密閉するようにしているので、液体の蒸発を防止することができる。
第１０の発明は、前記基体供給部は、該基体に配布されるべき試料の基体上の配布位置の間隔と同一または整数倍の間隔で基体の配布位置間でのみ接触する尖った先端をもつ複数の歯をもつ歯車状のローラを有し、該ローラに前記基体が掛け渡されて設けられた試料配布装置である。
第１０の発明によれば、前記配置機構に、該基体に塗布されるべき試料の基体上の配布位置の間隔と同一の間隔で基体の配布位置間でのみ接触する尖った先端をもつ複数の歯を有している歯車状のローラを設けている。したがって、直接ローラが前記配布位置と接触しないので、クロスコンタミネーションを防止することができる。
第１１の発明は、矩形状の薄板またはシートの一縁部に平行な直線に沿って該縁部近傍を前記薄板またはシートの平面に沿った方向または該平面の法線方向に拡開するように折り曲げる折曲工程と、複数の保持端およびアーム部を形成するように、折り曲げた前記薄板またはシートを切断する切断工程とを有する塗布部製造方法である。
第１１の発明によれば、塗布部をシートまたは薄板を用いて容易に作成することができる。したがって、塗布部の製造コストを引き下げ、使い捨て可能な塗布部を提供することができる。
第１２の発明は、前記切断工程は、折り曲げた前記薄板またはシートについて、前記保持端が完全に切り離されるように、または、保持端が所定間隔で櫛状に配列されるように切断する塗布部製造方法である。
ここで、「所定幅」は、基体上の配布位置の間隔および使用するマイクロプレートのウェル間の間隔を考慮して決定される。
第１２の発明によれば、塗布部をシートまたは薄板を用いて容易に作成することができる。したがって、塗布部の製造コストを引き下げ、使い捨て可能な塗布部を提供することができる。
第１３の発明は、基体または収容部に配布すべき所定試料を含有する流動体を収容する複数の収容部からなる１以上の収容部の組に対して、前記収容部の配列に応じて配列された塗布部の２以上の該保持端を、相対的に移動させて前記流動体に浸すことによって、少量の前記各流動体を前記保持端に保持させる保持工程と、前記保持端と前記基体または前記収容部との間を相対的に移動して、前記保持端に保持されている前記流動体を、前記基体または１以上の収容部の組に配布する配布工程とを有する試料配布方法である。
第１３の発明によれば、保持端を、配布すべき試料を含有する流動体を収容している収容部に浸すだけで、保持端に前記流動体を保持させ、該保持端にある該流動体に基体を接触させることによって基体上に試料を含有する流動体を配布することができる。したがって、簡単な構造および簡単な制御で安価にＤＮＡチップ等の試料を、効率的に多数配列したアレイを大量に製造することができる。
第１４の発明は、前記方法は、使用した前記塗布部を除去して、新しい塗布部と入れ替えて用いる再生工程を有する試料配布方法である。
第１４の発明によれば、塗布部を着脱自在に取り付けるようにして、使用済みの塗布部を順次新しい塗布部と入れ替えることができるようにしているので、クロスコンタミネーションを防止しながら、多数の試料の配布を行うことができる。なお、塗布部は安価に製造可能なので、処理コストを削減することができる。
第１５の発明は、前記塗布工程は、前記基体が糸状、紐状等の細長形状である場合には、前記保持端に保持されている流動体と接触可能となるように前記保持端の配列に応じて定まる経路に沿って張力を加えて配置された基体に沿って相対的に前記保持端を移動させる移動工程を有する試料配布方法である。「基体に沿って相対的に移動」であるから、基体を固定させ、保持端のみを基体に沿って移動する場合、基体を移動させ、保持端は基体に沿っては移動しない場合、基体と保持端との双方を移動させる場合がある。基体を固定させ、保持端のみを基体に沿って移動させる場合は、基体供給装置の構造が簡単になるという利点がある。基体を移動させて保持端を基体に沿っては移動しない場合には、塗布部の構造が簡単化させることができる。基体と保持端の双方を移動させる場合については、第１６の発明に相当する。
第１５の発明によれば、細長形状に形成された基体に対して、一斉に接触可能となるように、前記塗布部の配列に応じて定まる経路に沿って張着し、該経路に沿って前記保持端を該基体に沿って相対的に移動させるようにしている。したがって、容易かつ効率的に試料の配布を行うことができる。
第１６の発明は、前記移動工程は、前記基体に張力を加えて前記経路に沿って走行させる走行工程を有する試料配布方法である。
第１６の発明によれば、細長形状に形成された基体に対して、一斉に接触可能となるように、前記塗布部の配列に応じて定まる経路に沿って張着し、該経路に沿って該基体を走行可能に設けている。したがって、基体の走行と、塗布部の移動とを組み合わせることによって、確実に、かつより一層容易かつ効率的に試料の配布を行うことができる。
第１７の発明は、前記走行工程は、前記塗布部が２以上の前記保持端を所定間隔を開けて櫛状に配列されているものである場合には、前記基体は、該配列方向に沿った経路に沿って走行する試料配布方法である。
第１７の発明によれば、複数の保持端を一斉に基体と接触することができるので、試料の配布を効率的かつ迅速に行うことができる。
第１８の発明は、前記走行工程において、前記塗布部が、２以上の保持端が所定間隔を開けてマトリクス状に配列されたものである場合には、前記基体は、相当する前記マトリクスの行方向または列方向に沿って、行間または列間を縫うようにして走行する試料配布方法である。
第１８の発明によれば、複数の保持端を一斉に基体と接触することができるので、試料の配布を効率的かつ迅速に行うことができる。
第１９の発明は、前記保持工程の後、前記保持端を他の１以上の収容部の組に相対的に移動させて、前記各収容部に収容されている流動体に浸すことによって、前記保持端に保持されている流動体を、他の流動体と混合し、希釈化し、または変更する工程を有する試料配布方法である。
第１９の発明によると、前記保持端による塗布が開始される前に、該保持端に保持されている流動体を、他の流動体と混合し、または希釈化し、または、変更することができる。したがって、活性化化学において、固定化前に、試薬の「最後の瞬間の」追加からの利益を受けることができる。特に、細胞やバクテリアの内容を固定化しようとする場合には、基体へ塗布する前に溶解することができる。
第２０の発明は、１種または２種以上の各種試料が配布された糸状、紐状等の細長形状の基体が内部を走行可能に貫通する管と、該管の形状によって定まる基体の経路に沿って、走行可能に張力を加えて配置する基体供給部と、該基体供給部を駆動して前記管を通って前記基体を走行させる走行駆動部とを有するとともに、該管はその内部に活性化用溶液が収容可能となるように該管の両端部が上方向に湾曲して形成された基体活性化装置である。
第２０の発明によれば、前記管は、活性化用溶液を収容する一種の容器のように形成されている。そのため、基体が通過する際に前記活性化用溶液と接触することができる。したがって、本装置によれば、前記基体の活性化が可能であり、長い時間、基体を前記容器に浸すことができる。また、前記配置機構により該基体に張力を加え、該基体の縺れを防止しながら走行させることができる。したがって、簡単な機構で、基体を確実に活性化することができる。
発明を実施するための最良の形態
本発明の実施の形態に係る試料配布装置、塗布部製造方法および試料配布方法並びに基体活性化装置について、図面に基づいて説明する。本実施の形態の説明は、特に指定のない限り、本発明を制限するものと解釈してはならない。
図１は、第１の実施の形態に係る試料配布装置１の略全体を示す
該試料配布装置１は、多重試料を同時に扱う為に用いるものであって、所定試料、例えば、多数の抽出されたＤＮＡを含有する液体を収容する多数のウェルがマトリクス状（２４×１６）に配列された複数の（この例では４個の）マイクロプレート２１、２２、２３、２４と、前記マイクロプレート２１、２２、２３、２４のウェルに収容された前記液体に浸すことによって少量の前記液体を保持可能な２以上の保持端であるフック３が、前記ウェルの配列に応じて、所定の間隔を開けてマトリクス状に配列されたマトリクス状塗布部４を有する試料供給部５とを有している。
さらに、該試料配布装置１は、前記所定試料を配布すべき紐状基体６を前記フック３に保持されている液体と接触可能となるように、前記フック３の配列に応じて定まる経路に沿って走行可能に張力を加えて配置する基体供給部７を有している。
前記紐状基体６は、多孔性表面層をもった紐であって、生物学的に活性化された分子がストリングの多孔層に固定されている。該材料成分は、多孔性層に機械的強度を提供する。該紐状基体６としては、例えば、ナイロンミシン糸のラインが使用されている。
前記基体供給部７は、支持柱８によって支えられた基体用テーブル９と、該基体用テーブル９に回転可能に取り付けられた１５個の小径ローラ１０および２個の大径ローラ１１とを有している。前記紐状基体６は、これらの１７個のローラ１０、１１によって、前記マトリクス状塗布部４の全フック３と接触可能となるように、前記マトリクスの行方向（または列方向）に沿って、縫うように走行可能に掛け渡されている。
したがって、前記小径ローラ１０の径は、前記マイクロプレート２１、２２、２３、２４の隣接するウェル間の間隔または前記フック３間の間隔に応じて定められている。また、前記各ローラ１０、１１は、先端が尖った複数の歯がローラの外周に沿って設けられた歯付ローラであって、該歯の先端は、前記紐状基体６の前記試料の配布位置の間隔と同一またはその整数倍の間隔で該紐状基体６と接触するように設けられるとともに、前記基体６の配布位置間でのみ接触するように、前記基体６が該ローラに掛け渡されているのが好ましい。
該基体用テーブル９の上流側には、前記紐状基体６を供給する繰出しリール１２と、プレート１４に平行に設けた該繰出しリール１２の水平軸１３と、該繰出しリール１２を軸支する固定支持部１５と、可動支持部１６とを有している。これによって張力の制御を容易にしている。また、該繰出しリール１２と、前記大径ローラ１１との間には、フィードローラ機構１７が設けられている。該フィードローラ機構１７は、フィードモータ１８と、該フィードモータ１８によって駆動される回転軸１９と、該回転軸１９に圧設させたローラ２０と、該ローラ２０を回転可能に保持し、それ自身回転可能に保持されているアーム２１と、前記ローラ２０と前記回転軸１９との間の圧力を調節することによって、該ローラ２０と回転軸１９に挟まれて走行する紐状基体６の張力御調整するロッド状部材２２とを有している。
前記基体用テーブル９の下流側には、前記紐状基体６を巻き取る巻取りリール２３と、該巻取りリール２３を回転駆動させる巻取り用モータ２４と、押え部２５が必ず同心となる機構をもつチャック２６と、巻取り案内機構２７とを有する。該巻取り案内機構２７は、巻取り案内用リニアモータ２８と、該モータ２８によって、上下方向に駆動されるアクチュエータ２９と、該紐状基体６を切断するためのカッター３０とを有している。
さらに、本試料配布装置１は、前記塗布部４を前記紐状基体６が配置された前記テーブル９に対して、上下方向および水平方向に移動可能とする図示しない塗布移動部を有し、前記フィードモータ１８および前記巻取り用モータ２４は、前記走行駆動部に相当し、該塗布移動部および走行駆動部は、前記移動部に相当する。前記塗布移動部としては、例えば、該塗布部４を把持して移動するロボットアームが好ましい。
図２は、前記塗布部４を下方に移動させて、前記紐状基体６と、前記フック３に保持されている液体とを接触させた状態を表す。
図３は、前記マトリクス状塗布部４を詳細に示すものである。
該マトリクス状塗布部４は、全体としてシート状部材で形成され、前記フック３およびアーム部３２が設けられた塗布要素３０が多数、この例では、１６本が櫛状に配列された櫛状塗布部３１が、全部で２４枚配列され、全体として該塗布要素３０が１６行×２４列のマトリクス状に配列されている。前記シート状部材としては、例えば、透明なプラスチック等で形成するのが好ましい。
前記塗布要素３０は、下方向に先細り形状に形成されたアーム部３２と、該アーム部３２の下端に、該アーム部３２に対して上方向に拡開するように前記シート状部材を折り曲げて形成されたフック３とを有するものである。
前記櫛状塗布部３１は、該アーム部３２の上側で、取付用スペーサ３３に接着剤によって取り付けられている。前記アーム部３２の形状、長さ等は、（１）前記ロボットアームの能力（ｅｒｇｏｎｏｍｉｃｓ）、（２）検体が塗布される基体、および（３）分配されるべき物質を保持するフック３と適合するように選ばれる。
前記フック３は、特定の保持機能を遂行し、かつ分注されるべき液体の特定の量を保持するように設計される。この例では、前記塗布要素３０は、ポリカーボネイト等の厚さが約２００ミクロンのプラスチックの薄板状部材で形成され、前記アーム部３２は、下方向に先細り形状または逆三角形状に一体的に形成され、前記フック３は、例えば、略ｖ字状に上方向に拡開するように折り曲げられている。そのため、該塗布要素３０は、全体として、側方から見れば略Ｊ字状に形成されている。
各櫛状塗布部３１は、所定の厚さをもつ２４枚の細い薄板状の取付用スペーサ３３、３４に接着剤または二重粘着テープ等で取り付けられている。該取付用スペーサ３３、３４は、その両端近傍に貫通孔３５、３６が設けられている。該各貫通孔３５、３６を貫いて肩ボルト３７、３８が設けられている。前記櫛状塗布部３１が前記取付用スペーサ３３、３４に対して着脱自在に取り付けられるように、前記接着剤は、取付後も接着剤が容易に除去可能となるものが好ましい。
さらに、これらの各取付用スペーサ３３、３４を束ねて、図示しない塗布移動部に連結して前記塗布部４を移動可能とするアダプター３９が設けられている。該アダプター３９は、全体が略「コ」の字状に形成され２つの側部４０と、中央部４１とからなっている。該側部４０には、前記取付用スペーサ３３、３４を載置するために、その側部の下側で内側に向かってやや突出するように縁部４２が設けられている。また、前記中央部４１には、前記肩ボルト３７、３８と螺合して、前記取付用スペーサ３３、３４を固定する螺子孔４３、４４を有している。また、符号４５は、前記櫛状塗布部３１の浮き上がりを防止するための押え部である。
図４（ａ）は、他の例に係る櫛状塗布部４６を示すものである。該櫛状塗布部４６は、８個の塗布要素４７をもち、該塗布要素４７は、逆三角形ではなく、細長いアーム部４８と、該アーム部４８の下端に設けられた略「ｖ」字状のフック４９を有する。
図４（ｂ）は、さらに他の例に係る櫛状塗布部５０を示すものである。該櫛状塗布部５０は、８個の塗布要素５１をもち、該塗布要素５１は、細長いアーム部５２と、該アーム部５２の下端に設けた保持端としての略「＞」状のフック５３をもつものである。
図４（ｃ）は、さらに他の例に係る櫛状塗布部５４を示すものである。該櫛状塗布部５４は、紐状基体６ではなく、図示しない平面状の基体に、試料を配布するために用いるものであって、８個の塗布要素５５をもち、該塗布要素５５は、下方向に先細りに、曲線状に形成されたアーム部５６と、該アーム部５６の下端に設けた略Ｌ字状に曲げられた保持端５７とを有している。該保持端５７には、スリット５８が設けられている。
続いて、図４（ａ）および図４（ｂ）に示した櫛状塗布部４６、５０の製造工程を説明する。
ポリカーボネイトでできた約２００ミクロンの厚さの長方形状のシートを巻取り原料から切り出す。該シートの１縁部の近傍にあって該縁部に平行な直線に沿って該シートを折り曲げる。金属の定規がこのようなまっすぐな折り曲げを作るのに適している。また、「箱折り」と呼ばれるシートを折り曲げるための道具が役に立つ。
定規を用いて折り曲げたプラスチック上を押すことによって、堅いフックを形成することができる。このやり方によれば、全ての塗布要素は、同時折り曲げによって、容易に配布を達成することができる。前記塗布要素を大きく形成する場合には、「Ｃ」締め金が役に立つ。
次に、前記薄板を切断して、アーム部およびフックからなる略「Ｊ」字状の各塗布要素を作成する。その際、曲がった部分が下を向くように、シートを横たえるのが好ましい。鋭利なかみそりの歯と金属定規を使用して、切断を案内させ、前記フック側から開始する。一気に切断するのは難しいので、該塗布要素がプラスチック薄板から離れるまでかみそりの歯で数回切断するのが良い。なお、図４（ｃ）に示すような曲線を持つ場合には、手で切断するのは困難なので、型を用いて作成するのが容易である。
図４（ｂ）に示すように、「＞」状のフックをもつ塗布要素を形成するには、金属定規を「Ｊ」状の前記塗布要素のフックの上に置いて，持ち上げて作成する。前記塗布部を作成する際に、型によって、プラスチックの薄板から打ち抜くことによって作成することも可能である。型を用いずに行うには、種々の形状にレーザカッターを用いて切断することによって行うことも可能である。金属板上の「Ｖ」形状の溝および金属スタンプによって「＞」形状の保持端を作ることができる。その該塗布要素の整列のためには、例えば、前記定規を全塗布要素の上に置き、その塗布要素の頂点を揃えて、適合する整列を得るために逆方向に曲げ、全塗布要素を一様な形状にする。
続いて、図５（ａ）に基づいて、前記紐状基体６に、本実施の形態に係る前記試料配布装置１の略「Ｊ」字状に形成された前記塗布要素３０のフック３を用いて試料を配布する動作について説明する。
プラスチックで形成したフック３について最も興味のあることは、前記マイクロプレート２の各ウェルに収容された試料が懸濁する液に浸潤させることによって適当な量の液体、約１μリットルを掬い上げることができる点である。そのためには前記フック３が浸潤させた場合に潜水するように十分な液体を必要とする。もし、ペトリ皿またはパラフィルムが前記フック３の横に押し付けられれば、ペトリ皿またはパラフィルムから０．５μリットルの小滴をフックが掬い上げることができる。
図示しない塗布移動部によって、前記マイクロプレート２１に移動して、各ウェルに浸すことによって、液体を前記各フック３に保持させる。該マトリクス状塗布部４は、図２に示すように、前記基体テーブル９に配置された前記紐状基体６の近傍に前記各塗布要素３０が接近するまで下降させておく。なお、前記フック３は、処理の必要に応じて他の図示しないマイクロプレートへの移動することもある。
次に、図５（ｂ）に示すように、ステップＳ１で、前記基体用テーブル９上で、前記ローラ１０、１１に掛け渡されて張力を加えて配置された紐状基体６が、前記フック３のやや上にくる状態に一斉に位置するように、前記フック３を紐状基体６に水平方向に移動接近させる。ステップＳ２で、フック３が紐状基体６に出合うまで持ち上げられる。すると、ステップＳ３で、該フック３に保持されている液体が前記紐状基体６の外面を浸すように接触する。その接触した状態を図５（ａ）に示している。その際、前記フック３は、前記紐状基体６に対し静止した状態で塗布している。
また、該塗布要素３０の前記フック３が前記紐状基体６に接触した状態で、該紐状基体６の長手方向に沿って、前記塗布要素３０を微小距離移動させて、用途に応じて塗布面積を広げることもできる。なお、静止した状態は、配布すべき試料の種類、反応、用途等に応じて、所定時間、例えば、２〜３分間、持続させるようにしても良い。
ステップＳ３．５で、該塗布要素３０を、水平方向に前記紐状基体６から離間するように微小距離分移動させた後、ステップＳ４で、前記塗布要素３０と前記紐状基体６との間を離間した状態で、前記塗布要素３０を下降する。本実施の形態によれば、各塗布要素３０と、既に塗布がされた前記紐状基体６との間を離間した状態で、該塗布要素３０を前記基体６から下降させるようにしているので、相互の接触の可能性を低減しクロスコンタミネーションを確実に防止することができる。ステップＳ５で、該塗布要素３０、したがって、前記マトリクス状塗布部４を、前記紐状基体６から遠ざける。
一方、図４（ｂ）に示すような略「＜」形状をもった前記フック５３を有する塗布要素５１を使用するためには、前記紐状基体６が前記フック５３のやや上にくる状態に、該フック５３を移動させる（「Ｊ」フックの場合も同じ）。
前記塗布要素５１を紐状基体６の方に向かってもってくると、そのアーム部５２が曲がるにつれて、前記フック５３が適所ではじかれ前記紐状基体６と接触する。あまりはじかれないように注意して、該フック５３を前記紐状基体６に接近させておく。この方法では、紐状基体６と前記フック５３との間での精密な整列を必要としない。また、前記フック５３を適所で傾けることができるように、前記紐状基体６と接触した後に櫛状のフック５３を上昇させることができる。この場合には、プラスチック・シートの厚さが重要である。厚さが厚いと曲げにくくなるが、剛性は高くなる。したがって、下側のアーム部５２およびフック５３は、薄いプラスチックを用い、上側のアーム部５２等は厚いプラスチックが良い。
なお、塗布部の配列や前記保持端の形状が異なると、異なる動作が必要となる。
前記マトリクス状塗布部４の移動による、前記２４×１６＝３８４箇所での塗布が終了すると、前記基体用テーブル９上に配置された塗布された長さ分の前記紐状基体６は、前記走行駆動部である巻取り用モータ２４およびフィードモータ１８を回転駆動させて、該経路に沿って走行し、前記巻取りリール２３に巻き取られる。すると、塗布されていない紐状基体６が繰出しリール１２から前記基体用テーブル９に新たに供給され、前述した処理工程により、新たに３８４箇所の塗布が行われることになる。
その際、前記塗布部４は、新たな塗布要素３０を有するものと置き換えられる。該塗布要素３０は、次のマイクロプレート２２に収容されている試料が懸濁する液に浸され該液を保持して、前述した処理が行われることになる。以下、同様にして、マイクロプレート２３、２４について処理が順次行われることになる。
なお、前記基体６に張力を加えるには、前記巻取りリール２３を駆動する巻取りモータ２４の回転力を、前記フィードモータ１８の回転力よりもやや大きくなるように制御することによっても実現することができる。
図６は、第２の実施の形態に係る試料配布装置６０を示すものである。該試料配布装置６０は、基体供給部６１と、塗布要素３０が３２行×４８列（＝１５３６個）のマトリクス状に各々配列された２台のマトリクス状塗布部６２を有する試料供給部６３とを有し、一度に３０７２箇所で、塗布が可能なものである。
図６に示すように、前記基体供給部６１は、繰出しリール６４と、巻取りリール６５と、該リール間に前記紐状基体６の経路に沿って一定間隔で設けた３２個のローラ６６と、図示しない前記繰出しリール６４および巻取りリール６５を各々回転駆動するモータとを有するものである。該基体供給部６１では、３２個の前記ローラ６６を用いることによって、紐状基体６を実質的に３２個の列を形成するように配置したものである。
該紐状基体６は、繰出し用リール６４から巻取り用リール６５にまで走行可能に掛け渡されており、前述したように、前記モータによって糸が縺れないように張力が加えられている。また、該モータによって、前記紐状基体６の走行が可能である。また、前記マトリクス状塗布部６２の移動は、図示しない移動部としてのモータ等によって行われる。
前記基体供給部６１の紐状基体６の３２列の各列間の間隔、従って前記ローラ６６の径は、該マトリクス状塗布部６２の列間の間隔と、前記基体６の各列の長さは、４８行の前記塗布部６２間の長さと各々一致しまたは関連付けるように形成されている。
本実施の形態に係る試料配布装置によれば、前記紐状基体６に対して、一度に３０７２箇所で試料の配布を行うことができるので、一層効率が高い。
図７（ａ）は、第３の実施の形態に係る試料配布装置を示すものである。
該試料配布装置は、アーム部６７および保持端６８を有する塗布要素６９を２行ずつ支持した櫛状支持部７０を有する、２行×４８列のマトリクス状塗布部７１を有するものである。該マトリクス状塗布部７１を１６個分平行に配列することによって、３２列×４８行のマトリクス状塗布部に相当することになる。
図７（ｂ）および図７（ｃ）に示すように、隣接するマトリクス状塗布部７１間が、紐状基体６を配置する基体供給部７２の隣接するローラ７３および紐状基体６の間の間隙に、前記櫛状支持部７０が通過可能な間隔をもつように、前記マトリクス状塗布部７１を配列する。また、１個の前記塗布要素６９の保持端６８間の間隔は、対応する紐状基体６の隣接する列間の間隔したがって、マイクロプレートの隣接するウェル７４間の距離である。
本試料配布装置によれば、マイクロプレートの各ウェル７４に挿入した前記保持端６８を上方向に移動して、ウェル７４上に引き抜き、前記アーム部６７の上端が前記基体６のレベルを超えない高さまで保持端６８を引き上げる。次に、該マトリクス状塗布部を前記基体６の各列間に、該列に沿って水平方向に移動して、該列間に挿入させる。次に、該マトリクス状塗布部を上方向に移動させて、前記保持端６８を前記紐状基体６に接触させることによって、一度に試料の塗布を行う。
さらに、図７（ｄ）は、前記アーム部６７および保持端６８を有する塗布要素６９を、６行ずつ、櫛状支持部７０によって支持させて、例えば、６行×４８列のマトリクス状に配列させたマトリクス状塗布部を示す。これらのマトリクス状塗布部を組み合わせて使用することにより、紐状基体６への塗布作業を効率化することができる。なお、この場合には、前記紐状基体６の上側から一旦下降した後に上昇させて該紐状基体６と前記液体とを接触させることになる。
図８に、第４の実施の形態に係る試料配布装置を示す。
該試料配布装置は、８列×１２行のマトリクス状に複数の塗布要素７５が配列されたマトリクス状塗布部７６を有するものである。該塗布要素７５は、アーム部７７および保持端７８を有し、各々蓋部７９を介してプレート状の支持部８０に設けられている。前記マトリクス状塗布部７６に設けられた前記各蓋部７９は、別体に設けられたマイクロプレート８１の基部８２に穿設された８列×１２行のマトリクス状に配列された各ウェル８３に一斉に嵌合して、該マイクロプレート８１の各ウェル８３を密閉可能とするように設けられている。
該蓋部７９を前記各ウェル８３の開口部に嵌合させて各ウェル８３を密閉した場合、該蓋部７９の下側に設けられている各塗布要素７５の保持端７８は、該ウェル８３の底部に接近するが接触しない状態となるように設けられている。
したがって、該マイクロプレート８１の各ウェル８３に溶液を収容した状態であれば、前記保持端７８は、該マイクロプレート８１内の液体に浸された状態となる。
該実施の形態に係るマトリクス状塗布部７６を使用するには、例えば、予め、各種のＤＮＡからなる検体を含有する懸濁液を、前記マイクロプレート８１の各ウェル８３に所定量ずつ収容しておく。次に、前記マトリクス状塗布部７６の各保持端７８に、予め、例えば、ＰＣＲ法に必要な試薬、例えば、ＤＮＡポリメラーゼ等を保持した状態で、該マトリクス状塗布部７６を、各塗布要素７５が各ウェル８３内に嵌合して密閉されるように前記マイクロプレート８１上に載置する。
この状態で、ＰＣＲ法により、前記マイクロプレート８１を所定温度での恒温状態に保つことによって、ＤＮＡの増幅を行う。ＤＮＡの増幅が終了した段階で、前記マトリクス状塗布部７６を前記マイクロプレート８１から脱着し、前述したような方法で、細長形状の基体に対して、該各ＤＮＡを配布する処理を行うことができる。
本実施の形態によれば、前記各塗布部へのＤＮＡ等の試料の配布を、効率的、迅速、かつ高い信頼性で行うことができる。また、前記各蓋部で、前記マイクロプレートの各ウェルを密閉することができるので、各ウェル内にある液体の蒸発を防止することができる。
第５の実施の形態に係る基体活性化装置８４について図９に基づいて説明する。
該基体活性化装置８４は、前記基体を活性化して、該基体に固定化されるべき各試料の反応を促進するものである。
図９に示すように、該基体活性化装置８４は、１種または２種以上の各種試料が配布された紐状基体８６が内部を走行可能に貫通するガラス管８５と、該紐状基体８６の経路に沿って、走行可能に張力を加えて配置する図示しない基体供給部と、該基体供給部を駆動して前記管を通って前記基体を走行させる図示しない走行駆動部とを有する。
前記ガラス管８５はその内部に活性化用溶液が収容可能となるように該ガラス管８５の両端部８７，８８が上方向に湾曲して形成されている。したがって、前記基体８６が前記基体供給装置の１つのリール８９から他のリール９０を通過する際に、ある程度の張力を加えることによって、紐状基体８６の縺れを防止することができる。長い時間、基体８６を前記容器に浸すことができる。また、該活性化装置８４を前記巻取りリール２３の手前に設置することによって、活性化させた紐状基体８６を提供することができる。
本装置８４は、前記基体８６の表面に存在するカルボキシル基（ＣＯＯＨ−）またはその誘導基と、核酸が有するアミノ基とを反応させる際に、カルボキシル基またはその誘導基を活性化させるものである。このような活性化用試薬としてＥＤＡＣ（１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）−カルボジイミド（１−ｅｔｈｙｌ−３−（３−ｄｉｍｅｔｈｙｌａｍｉｎｏｐｒｏｐｙｌ）ｃａｒｂｏｄｉｉｍｉｄｅ））等のカルボジイミド類、ヒドロキシイミド類等、塩化物等の水溶性の脱水縮合剤を用いて活性化が可能である。
該ガラス管８５の長さは、例えば、１２０ｃｍであり、前記基体８６を前記溶液ＥＤＡＣに５分間滞在させて、カルボキシル基またはその誘導基を活性化させる。その後、水または緩衝液（例えば、重炭酸ナトリウム緩衝液（Ｐｈ８．４））を加えて１５分間程度処理し、活性化カルボキシル基と、固定化すべき核酸が有するアミノ基とを反応させる。ついで、１％カゼイン含有ＰＢＳ緩衝液を加え、残存する活性化カルボキシル基をブロックする。
以上説明した各実施の形態は、本発明をより良く理解させるために具体的に説明したものであって、別形態を制限するものではない。したがって、発明の主旨を変更しない範囲で変更可能である。例えば、各保持端およびアーム部からなる塗布要素の形状は、前述したような、下方向に直線的に先細りの形状に限られるものではなく、例えば、下方向に曲線的に先細りの形状であっても良い。
また、基体についても、必ずしも細長形状のものに限定する必要はなく、例えば、平面状の基体についても適用することができる。また、櫛状塗布部およびマトリクス状塗布部の形状や、列数および行数についても前述の説明に限られるものではない。
さらに、前記基体供給装置として、基体を走行可能に配置する装置についてのみ説明したが、該場合に限られることなく基体を固定して配置する装置であっても良い。
また、以上の各装置、各構成要素、部品、物質等、例えば、アーム部、保持端、塗布部、基体、基体供給置機構、櫛状塗布部、マトリクス状塗布部、移動部等は、適当に変形しながら任意に組み合わせることができる。例えば、前記各種の試料配布装置と基体活性化装置とを組み合わせることも可能である。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る試料配布装置の全体斜視図である。
図２は、本発明の第１の実施の形態に係る試料配布装置の全体斜視図である。
図３は、本発明の第１の実施の形態に係る塗布部を示す分解斜視図である。
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る櫛状塗布部の例を示す図である。
図５は、本発明の第１の実施の形態に係る塗布部の動作説明図である。
図６は、本発明の第２の実施の形態に係るマトリクス状塗布部および基体供給装置を示す図である。
図７は、本発明の第３の実施の形態に係るマトリクス状塗布部を示す図である。
図８は、本発明の第４の実施の形態に係るマトリクス状塗布部およびマイクロプレートを示す図である。
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る基体活性化装置を示す図である。
１、６０…試料配布装置
２１、２２、２３、２４、８１…マイクロプレート（１組の収容部）
３、４９、５３、（６８）、７８…フック（保持端）
４…塗布部
５、６３…試料供給部
６、８６…紐状基体
７、６１、７２…基体供給部
１０、１１、２０、７３…ローラー
１２…リール、
３０、４７、５１、５５、６９、７５…塗布要素
３１、４６、５０、５４…櫛状塗布部
３２、４８、５２、５６、６７、７７…アーム部
３３、３４…取付用スペーサ
６２、７１、７６…マトリクス状塗布部
８３…ウェル
８４…基体活性化装置
【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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【手続補正書】
【提出日】平成16年5月24日(2004.5.24)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】特許請求の範囲
【請求項１】糸状、紐状等の細長形状に形成されている基体または収容部に配布すべき所定試料を含有する流動体を収容可能な複数の収容部からなる１以上の収容部の組と、前記収容部に収容された前記流動体に浸すことによって少量の前記流動体を保持可能な２以上の保持端が、前記収容部の配列に応じて配列された塗布部を有する試料供給部と、該基体を前記保持端に保持されている流動体と接触可能となるように、前記保持端の配列に応じて定まる経路に沿って張力を加えて配置する基体供給部と、前記基体および前記収容部と前記塗布部との間を、相対的に移動する移動部とを有するとともに、該移動部は、前記保持端を前記基体に対して相対的に移動する塗布移動部を有するものである試料配布装置。
【請求項２】前記塗布部は、前記試料供給部に対して着脱自在に設けられた請求項１に記載の試料配布装置。
【請求項３】（削除）
【請求項４】前記基体供給部は、前記基体が前記経路に沿って走行可能であるように張力を加えて該基体を配置し、前記移動部は、該基体を該経路に沿って走行させる走行駆動部を有する請求項３に記載の試料配布装置。
【請求項５】前記塗布部は、２以上の前記保持端が所定間隔を開けて櫛状に配列された櫛状塗布部である請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の試料配布装置。
【請求項６】前記塗布部は、２以上の前記保持端が所定間隔を開けてマトリクス状に配列されたマトリクス状塗布部であり、前記基体供給部は、前記基体を、前記マトリクスの行方向に、または列方向に沿って縫うように張力を加えて配置するものである請求項３または請求項４のいずれかに記載の試料配布装置。
【請求項７】前記塗布部は、薄板状またはシート状部材で形成された２以上の塗布要素からなり、各塗布要素は、上下方向に細長形状または下方向に先細り形状に形成されたアーム部と、前記アーム部に対して上方向または側方向に拡開するように前記シート状部材を折り曲げられて形成された前記保持端とを有するものである請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の試料配布装置。
【請求項８】前記塗布部は、薄板状またはシート状部材で形成された２以上の塗布要素からなり、各塗布要素は、上下方向に細長形状または下方向に先細り形状に形成されたアーム部と、孔またはスリットが形成された保持端とを有するものである請求項１または請求項７に記載の試料配布装置。
【請求項９】前記塗布部は、２以上の塗布要素からなり、各塗布要素は、前記収容部の開口部に嵌合して該収容部を密閉可能とする蓋部と、該蓋部の下側に設けられ、該蓋部によって、前記収容部を密閉した際に、前記各収容部内に収容される保持端とを有するものである請求項１、請求項７または請求項８に記載の試料配布装置。
【請求項１０】前記基体供給部は、該基体に配布されるべき試料の基体上の配布位置の間隔と同一またはその整数倍の間隔で基体の配布位置間でのみ接触する尖った先端の複数の歯をもつ歯車状のローラを有し、該ローラに前記基体がかけ渡されて設けられたものである請求項４ないし請求項９のいずれかに記載の試料配布装置。
【請求項１１】矩形状の薄板またはシートの一縁部に平行な直線に沿って該縁部近傍を前記薄板またはシートの平面に沿った方向または該平面の法線方向に拡開するように折り曲げる折曲工程と、複数の保持端およびアーム部を形成するように、折り曲げた前記薄板またはシートを切断する切断工程とを有する塗布部製造方法。
【請求項１２】前記切断工程は、折り曲げた前記薄板またはシートについて、前記保持端が完全に切り離されるように、または、保持端が所定間隔で櫛状に配列されるように切断する請求項１１に記載の塗布部製造方法。
【請求項１３】糸状、紐状等の細長形状をもつ基体または収容部に配布すべき所定試料を含有する流動体を収容する複数の収容部からなる１以上の収容部の組に対して、前記収容部の配列に応じて配列された塗布部の２以上の保持端を、相対的に移動させて前記収容部に収容されている流動体に浸すことによって、少量の前記各流動体を前記保持端に保持させる保持工程と、前記保持端と前記基体または前記収容部との間を相対的に移動して、前記保持端に保持されている前記流動体を、前記基体または１以上の収容部の組に配布する配布工程とを有し、
該配布工程は、前記保持端に保持されている流動体と接触可能となるように前記保持端の配列に応じて定まる経路に沿って張力を加えて配置された基体に沿って相対的に前記保持端を移動させる移動工程を有する試料配布方法。
【請求項１４】前記方法は、使用した前記塗布部を除去して、新しい塗布部と入れ替えて用いる再生工程を有する請求項１３に記載の試料配布方法。
【請求項１５】（削除）
【請求項１６】前記移動工程は、前記基体に張力を加えて前記経路に沿って走行させる走行工程を有する請求項１５に記載の試料配布方法。
【請求項１７】前記走行工程は、前記塗布部が２以上の前記保持端を所定間隔を開けて櫛状に配列されているものである場合には、前記基体は、該配列方向に沿った経路を走行する請求項１６に記載の試料配布方法。
【請求項１８】前記走行工程は、前記塗布部が、前記２以上の保持端が所定間隔を開けてマトリクス状に配列されたものである場合には、前記基体は、前記マトリクスの行方向または列方向に沿って、行間または列間を縫うようにして走行する請求項１６に記載の試料配布方法。
【請求項１９】前記保持工程の後、前記保持端を他の１以上の収容部の組に相対的に移動させて、前記各収容部に収容されている流動体に浸すことによって、前記保持端に保持されている流動体を、他の流動体と混合し、希釈化し、または変更する工程を有する請求項１３に記載の試料配布方法。
【請求項２０】１種または２種以上の各種試料が配布された糸状、紐状等の細長形状の基体が内部を走行可能に貫通する管と、該管の形状によって定まる基体の経路に沿って、走行可能に張力を加えて配置する基体供給部と、該基体供給部を駆動して前記管を通って前記基体を走行させる走行駆動部とを有するとともに、該管はその内部に活性化用溶液が収容可能となるように該管の両端部が上方向に湾曲して形成された基体活性化装置。




【国際調査報告】
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