(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を保持するための液体保持空間を規定する筒状部を含む液体保持部と、
前記液体保持部における軸方向の中間部に位置し、且つ、前記液体保持部で毛細管力により保持される液体の上限位置を規定するための上限位置規定部と、
を備えており、
前記上限位置規定部は、前記液体保持空間に連通し、かつ前記液体保持部の周面において開放する１または複数の外気連通孔により構成されていることを特徴とするスポットピン。
【請求項２】
前記外気連通孔は、前記軸方向に交差する方向に貫通しており、かつ軸方向視における最大幅寸法が、前記液体保持部の内径と同等もしくは、前記内径より大きくされている、請求項１に記載のスポットピン。
【請求項３】
前記外気連通孔は、前記軸方向に交差する方向に貫通しており、かつ軸方向視において、前記液体保持空間から外方に向うほど拡径するテーパ状に形成されている、請求項１または２に記載のスポットピン。
【請求項４】
前記複数の外気連通孔は、前記液体保持空間を挟んで対向する第１および第２外気連通孔を含んでいる、請求項１ないし３のいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項５】
前記外気連通孔における内側開口は、前記軸方向における寸法が前記軸方向に直交する方向の寸法よりも大きくされている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項６】
前記外気連通孔における内側開口は、下端が前記外気連通孔の貫通方向視において前記軸方向に交差する直線状に形成されている、請求項１ないし４のいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項７】
前記液体保持空間の上方に配置されたシール部材をさらに備えている、請求項１ないし６のいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項８】
液体を保持するための液体保持空間を規定する筒状部を含む液体保持部と、
前記液体保持部における軸方向の中間部に位置し、且つ、前記液体保持部で毛細管力により保持される液体の上限位置を規定するための上限位置規定部と、
を備えており、
前記筒状部が前記軸方向に貫通する貫通孔から形成されており、
前記貫通孔は、毛細管力を発現させるための前記液体保持空間、および前記液体保持空間よりも前記軸方向に直交する方向の径が大きく、かつ毛細管力を発現しないか、ほとんど毛細管力を発現しない前記上限位置規定部を構成する大径貫通部を含んでいることを特徴とするスポットピン。
【請求項９】
前記液体保持空間は、点着対象面に接触させるための点着面に向かうほど断面積が小さくなるように形成されている、請求項１ないし８のいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項１０】
前記液体保持空間は、第１および第２貯留空間を有しており、
前記第１貯留空間は、前記第２貯留空間よりも、点着対象面に接触させるための点着面側に配置され、かつ前記軸方向に直交する方向の断面積が前記第２貯留空間よりも小さくされている、請求項１ないし９のいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項１１】
前記液体保持部の肉厚は、点着対象面に接触させるための点着面に向かうほど大きくなっている、請求項１ないし１０のいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項１２】
前記液体保持部は、少なくとも一部が透光性を有している、請求項１ないし１１のいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項１３】
前記液体保持部の透光性を有する部分はジルコニアセラミックで形成されており、該部分の肉厚は０．５ｍｍ以下である、請求項１２に記載のスポットピン。
【請求項１４】
全体がジルコニアセラミックスで形成されている、請求項１ないし１３のいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項１５】
前記液体保持部の点着対象面に接触させるための点着面に形成され、かつ前記液体保持空間の先端開口を囲む１または複数の突起をさらに備えている、請求項１ないし１４のいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項１６】
前記突起は、環状に形成されている、請求項１５に記載のスポットピン。
【請求項１７】
前記液体保持部は、円筒状、角筒状あるいは楕円筒状に形成されている、請求項１ないし１６のいずれか１つに記載のスポットピン。
【請求項１８】
請求項１ないし１７のいずれか１つに記載のスポットピンと、
前記スポットピンを軸方向に移動させるための移動機構と、
前記移動機構の動作を制御するための制御部と、
を備えていることを特徴とするスポット装置。
【請求項１９】
前記スポットピンの上限位置規定部が外気連通孔により構成されている場合において、
前記外気連通孔を介して、前記液体保持空間に液体を供給するための液体供給機構をさらに備えている、請求項１８に記載のスポット装置。
【請求項２０】
前記液体は、試料溶液、試薬または洗浄液である、請求項１９に記載のスポット装置。
【請求項２１】
請求項１ないし１７のいずれか１つに記載のスポットピンにおける液体保持空間に液体を保持させる工程と、
前記スポットピンの点着面を点着対象面に接触させた後に、前記点着対象面から前記点着面を離間させ、前記液体保持空間の液体を前記点着対象面に点着する点着工程と、
を含むことを特徴とする、液体の点着方法。
【請求項２２】
前記点着工程の後において、前記液体保持空間に残存する液体を排出する工程をさらに含んでいる、請求項２１に記載の液体の点着方法。
【請求項２３】
基体に試薬を固定化した生化学解析用ユニットの製造方法であって、
請求項１ないし１７のいずれか１つに記載のスポットピンにおける液体保持空間に試薬を保持させる工程と、
前記スポットピンの点着面を前記基体の表面に接触させた後に、前記基体から前記点着面を離間させ、前記液体保持空間の試薬を前記基板の表面に点着する工程と、
を含むことを特徴とする、生化学解析用ユニットの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、点着対象面に対して液体を点着するためのスポット装置、このスポット装置に用いるスポットピン、このスポットピンを用いた液体の点着方法および生化学解析用ユニットの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＤＮＡの塩基配列の解析を行う方法として、バイオチップなどの生化学解析用ユニットを用いる方法がある（たとえば特許文献１−３参照）。バイオチップは、基板に対して塩基配列が既知のプローブＤＮＡをスポット状に固定化したものである。このようなバイオチップでは、蛍光物質で標識したサンプルＤＮＡと接触させることにより、サンプルＤＮＡに含まれるプローブＤＮＡの相補鎖ＤＮＡがプローブＤＮＡと結合する。そのため、プローブＤＮＡに結合していないＤＮＡを洗浄により除去し、相補鎖ＤＮＡに標識させた蛍光物質を光エネルギで励起させて、その励起光を検出することにより、目的とするＤＮＡの検出を行うことができる。【０００３】
上述のように、バイオチップにおいては、基板に対してプローブＤＮＡが固定化されているが、その固定化に際して、基板に対してプローブＤＮＡを含む試薬が点着される。試薬の点着には、試薬を保持するための複数のスポットピンをヘッドに保持させたスポット装置が使用されている。【０００４】
図１９は、一般的なスポット装置のヘッド周りの要部を示すものであり、ヘッド９０には複数のスポットピン９１が保持されている。各スポットピン９１は、毛細管力を作用させる内部空間９２を有するパイプ状に形成されたものである。このスポットピン９１では、試薬にスポットピン９１の先端部を浸漬することにより、内部空間９２に作用する毛細管力によって内部空間９２に試薬が吸引・保持される。【０００５】
【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】
【０００６】
一般に、スポットピン９１に保持させる液体の量は、スポットピン９１を液体に浸漬させる時間によりコントロールされる。しかしながら、スポットピン９１においては、吸引・保持される液体の量は、液体に対するスポットピン９１の浸漬時間のみならず、液体の粘性や温度などにも依存する。そのため、スポットピン９１を液体に浸漬させる時間をコントロールするのみでは、スポットピン９１に吸引・保持させる液体の量を正確に制御することが困難である。とくに、図１９に示したパイプ状のスポットピン９１では、内部空間９２が上下に開放したものであるために、スポットピン９１を液体に浸漬させている間は、液体が上部開口に達しない限り、液体が内部空間９２に吸引されるため、目的とする量の試薬を保持させるのが困難である。【０００７】
そして、スポットピン９１に吸引・保持させた液体の量が目的量よりも少なかった場合には、１回の吸引により複数回の液滴の点着を行なうとすると、規定の点着回数を達成できず、液体の追加吸い上げが必要になる。このような不具合は、必要な液体の量よりも相当多くの液体をスポットピン９１に保持させることにより回避することができるが、この場合には、点着量が過剰になって点着量にバラツキが生じるといった不具合が起こる可能性があり、また、スポットピン９１において点着すべき液体の種類を変えるときに、スポットピン９１に残存する液体の量が多くなるために、廃棄すべき液体の量が多くなって不経済である。【０００８】
さらに、スポットピン９１に対する液体の吸引時においては、液体からスポットピン９１を抜き取る際に、スポットピン９１に作用する毛細管力によって、スポットピン９１に空気が吸引され、スポットピン９１の先端側にエアギャップが生ずることがある。この状態に陥ると、スポットピン９１の先端を点着対象面に接触させたとしても、スポットピン９１から液体が排出されず、液体の点着が実質的に不可能になってしまうことがある。【０００９】
本発明の課題は、吸い上げ量を安定化するとともに、１回の吸引によって複数回の点着を行う場合であっても、その点着回数の一定化できるようにするスポットピン、これを用いたスポット装置および液体の点着方法、ならびに生化学解析用ユニットの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の側面により提供されるスポットピンは、液体を保持するための液体保持空間を規定する筒状部を含む液体保持部と、前記液体保持部における軸方向の中間部に位置し、且つ、前記液体保持部で毛細管力により保持される液体の上限位置を規定するための上限位置規定部と、を備えており、前記上限位置規定部は、前記液体保持空間に連通し、かつ前記液体保持部の周面において開放する１または複数の外気連通孔により構成されていることを特徴としている。
【００１１】
なお、筒状部の形態としては、たとえば円筒状、角筒状、あるいは楕円筒状が挙げられ、もちろん、他の形態であってもよい。【００１３】
外気連通孔は、たとえば前記軸方向に交差する方向に貫通しており、かつ軸方向視における最大幅寸法が、液体保持部の内径と同等もしくは、内径より大きくされる。外気連通孔は、軸方向視において、液体保持空間から外方に向うほど拡径するテーパ状に形成してもよい。複数の外気連通孔は、液体保持空間を挟んで対向する第１および第２外気連通孔を含んだものとしてもよい。【００１４】
外気連通孔における内側開口は、たとえば前記軸方向の寸法が前記軸方向に直交する方向の寸法よりも大きくされている。【００１５】
外気連通孔における内側開口は、たとえば下端が外気連通孔の貫通方向視において前記軸方向に交差する直線状に形成されている。【００１６】
好ましくは、本発明のスポットピンは、液体保持空間の上方に配置されたシール部材をさらに備えたものとされる。【００１７】
本発明のスポットピンは、たとえば前記軸方向に貫通する貫通孔を有するものとされる。この場合、貫通孔は、毛細管力を発現させるための前記液体保持空間、およびこの液体保持空間よりも径が大きく、かつ毛細管力を発現しないか、ほとんど毛細管力を発現しない前記上限位置規定部を構成する大径貫通部を含んだものとして構成するのが好ましい。【００１８】
液体保持空間は、点着対象面に接触させるための点着面に向かうほど断面積が小さくなるように形成するのが好ましい。液体保持空間は、前記軸方向に直交する方向の断面積の異なる第１および第２貯留空間を有するものとすることもできる。この場合、第１貯留空間は、第２貯留空間よりも、点着面側に配置され、かつ断面積が前記第２貯留空間よりも小さくされる。【００１９】
液体保持部は、その肉厚が、点着面に向かうほど大きくなるように形成するのが好ましく、その少なくとも一部が透光性を有するものとして形成することもできる。液体保持部の透光性を有する部位は、たとえばジルコニアセラミックで形成され、当該部位の肉厚は、たとえば０．５ｍｍ以下とされる。【００２０】
ここで、液体保持部における透光性を有する部位という場合の「透光性」とは、目視により液体保持部における液体の存在（量）を確認できる特性を意味している。このような透光性は、液体保持部の少なくとも一部を、たとえば視感透過率を３％以上とすることにより達成することができる。【００２１】
本発明のスポットピンは、全体がジルコニアセラミックスで形成されているのが好ましい。【００２２】
本発明のスポットピンはまた、点着面に設けられ、かつ液体保持空間の先端開口を囲む１または複数の突起をさらに備えたものであってもよい。突起は、たとえば環状に形成される。【００２３】
本発明の第２の側面においては、本発明の第１の側面に係るスポットピンと、前記スポットピンを軸方向に移動させるための移動機構と、前記移動機構の動作を制御するための制御部と、を備えることを特徴とする、スポット装置が提供される。【００２４】
本発明のスポット装置は、スポットピンの外気連通孔を介して、スポットピンの液体保持空間に液体を供給するための液体供給機構をさらに備えたものとして構成するのが好ましい。【００２５】
液体供給機構は、液体として、たとえば試料溶液、試薬または洗浄液が供給するように構成される。【００２６】
本発明の第３の側面においては、本発明の第１の側面に係るスポットピンにおける液体保持空間に液体を保持させる工程と、前記スポットピンの点着面を点着対象面に接触させた後に、前記点着対象面から前記点着面を離間させ、前記液体保持空間の液体を前記点着対象面に点着する点着工程と、を含むことを特徴とする、液体の点着方法が提供される。【００２７】
好ましくは、点着工程の後において、液体保持空間に残存する液体を排出する工程をさらに含んでいる。【００２８】
本発明の第４の側面においては、基体に試薬を固定化した生化学解析用ユニットの製造方法であって、本発明の第１の側面に係るスポットピンにおける液体保持空間に試薬を保持させる工程と、前記スポットピンの点着面を前記基体の表面に接触させた後に、前記基体から前記点着面を離間させ、前記液体保持空間の試薬を前記基板の表面に点着する工程と、を含むことを特徴とする、生化学解析用ユニットの製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るスポットピンによれば、液体保持部で保持される液体の上限位置を規定するための上限位置規定部を設けることによって、液体保持空間に保持される液体の量を安定化させることができるようになる。たとえば、上限位置規定部を外気連通孔として形成した場合には、この外気連通孔の形成位置において液体保持空間が開放されることから、該形成部位において毛細管力が急激に弱まり（実質的になくなり）、外気連通孔の形成位置より上方への液体の上昇（吸引）が抑制される。また、上限位置規定部を大径貫通部として形成した場合には、この大径貫通部において毛細管力が実質的に生じないことから、液体保持空間よりも上方への液体の上昇（吸引）が抑制される。したがって、本発明では、上限位置規定部（たとえば外気連通孔および大径貫通部）により液体保持部で保持される液体の上限位置を実質的に規定することができるため、スポットピンに保持される液体の量を安定化させることができる。【００３０】
このようにしてスポットピンに保持される液体の量が安定化された場合には、１回の作業によって液体保持空間に保持させる液体の量を、規定の点着回数を達成するのに必要な量により近づけることができる。そのため、保持した液体が必要以上に多い場合に生じる不具合を抑制することができる。すなわち、点着量が過剰になることを抑制できるために点着量にバラツキが生じることを抑制でき、またスポットピンに残存する液体の量が少なくなるために、スポットピンにおいて点着すべき液体の種類を変えるときに、廃棄すべき液体の量が少なくなって経済的に有利となる。【００３１】
また、本発明のスポットピンでは、スポットピンの点着面を液体に浸漬させた液体保持空間に液体を吸引・保持させる場合において、液体保持空間の点着面側にエアギャップが生じることを抑制することもできる。たとえば、液体保持空間が液体により満たされている場合には、上限位置規定部により液体の上方への移動が制限されているため、吸引すべき液体にスポットピンの点着面を浸漬した状態からスポットピンを抜き取るときに、液体保持空間の内部に気体を吸引しようとする力は著しく小さくなる。したがって、液体に浸漬した状態のスポットピンを抜き取る際に、液体保持空間に気体が吸引される可能性および吸引される気体の量が著しく低減されるために、スポットピンに対する液体の吸引作業において、スポットピンの液体保持空間の点着面側にエアギャップが生じるのを抑制することができるようになる。【００３２】
さらに、液体保持部を円筒状に形成した場合には、たとえば液体保持部をスリット状に形成した場合に比べて液体が外部雰囲気に曝され難い（曝される領域が小さい）。そのため、スポットピンにおける液体の蒸発や変質、汚染の発生を抑制することができる。そして、上限位置規定部を液体保持部の周面に開放した外気連通孔あるいは液体保持空間の上方に位置する大径貫通部で構成することによって、比較的簡単な構成で、上述の効果を得ることができるとともに、液体保持部での液体保持空間（毛細管領域）を規定することができる。換言すれば、外気連通孔の形成位置あるいは大径貫通部の下端位置を適宜選択することによって、スポットピンに保持させるべき液体の量を選択にすることができる。【００３３】
本発明のスポットピンにおいて、外気連通孔を、軸方向視における最大幅寸法が液体保持部の内径以上となるように形成すれば、液体保持空間に液体を吸引・保持させる場合において、液体保持空間の点着面側にエアギャップが生じることをより確実に抑制することができる。これは、外気連通孔における軸方向視の最大幅寸法を大きく確保することにより、外気連通孔の形成位置における液体保持部の内面の欠落を大きくすることができるため、この欠落した部位（外気連通孔）おいて生じる毛細管力をより確実に小さくでき、外気連通孔を超えて液体を上方に移動させる力をより抑制することができることによるものである。したがって、液体保持空間が液体により満たされている場合、液体に浸漬した状態のスポットピンを抜き取る際に、液体保持空間に気体が吸引される可能性および吸引される気体の量が著しく低減される。【００３４】
このことは同時に、液体保持空間に液体が満たされた状態では、液体保持空間において液体に対して作用する上方に向けた力（吸引力）が小さくなるために、スポットピンの点着面を点着対象面に接触させたときに、スポットピンの点着面と点着対象面との間に生じる毛細管力によって、スポットピンの液体保持空間の液体を点着することがより確実にできるようになることを意味している。これにより、液体保持空間に液体が満たされた状態（初期状態）において、スポットピンの点着面を点着対象面に接触させたときの液体の点着不良（たとえば、点着量が少な過ぎたり、点着自体ができなかったりすること）が生じるのをより確実に抑制することができる。【００３５】
本発明のスポットピンにおいて、スポットピンを複数の外気連通孔を備えたものとするとともに、複数の外気連通孔が、液体保持空間を挟んで対向する第１および第２外気連通孔を含んだものとした場合においても、液体保持空間の上端位置を構成する液体保持部の内面が大きく欠落したものとすることができるため、この構成においても、エアギャップが生じるのを適切に抑制することができる。また、互いに対向する第１および第２外気連通孔を備えた場合では、液体保持部の内面が大きく欠落することに加えて、該内面が２つの領域に分断されるとともに該内面の面積が小さくなる。そのため、液体保持空間に液体を保持させた状態において、該内面に沿って液体が這い上がりにくくなる。その結果、液体保持空間に液体を保持させた後において液体保持空間の液体が上方に移動するのを適切に抑制し、液体保持空間における点着面側から空気が取り込まれるのを抑制できるようになる。【００３６】
本発明のスポットピンにおいて、外気連通孔を液体保持空間から外方に向うほど拡径するテーパ状に形成すれば、外気連通孔における外部に開放する部分が広口となるために、たとえば液体保持空間に対して外気連通孔を利用して液体を投入する場合に、その液体を投入しやすくなる。液体の投入は、外気連通孔を介して直接的に行なわれる場合もあれば、外気連通孔にチューブを接続して行なわれる場合もある。いずれの場合においても、液体の投入口あるいはチューブの接続口となるべき連通孔の開放部分が広口であるために、液体の投入は容易、かつ、より確実に行なえるようになる。【００３７】
本発明のスポットピンにおいて、液体保持空間を点着面に向かうほど断面積が小さくなるテーパ状に形成すれば、点着面に向かうほど毛細管力が強まる形となるため、液体保持空間に保持された液体を点着面端側に引き寄せることができる。その結果、吸い上げ工程の際に、液体保持空間の点着面側でエアギャップが生じるのを抑制することができ、点着工程の際に、繰り返しの点着により液体保持空間内の液体が徐々に減少しても、液体は点着面側に存在させ続けることができるため、より確実な点着を実現できる。【００３８】
本発明のスポットピンにおいて、外気連通孔の内側開口における軸方向の寸法を軸方向に直交する方向の寸法よりも大きくすれば、液体保持空間に保持された液体が外気連通孔（内側開口）の上方に移動することを適切に抑制することができる。とくに、外気連通孔の内側開口における下端を軸方向に交差する直線状とすれば、内側開口における下端を円弧状とする場合に比べて、液体が外気連通孔（内側開口）の上方に移動するのをさらに確実に抑制することができる。【００３９】
本発明のスポットピンにおいて、液体保持空間を、点着面側に配置された第１貯留空間と、この第１貯留部より断面積の大きい第２貯留空間とを有するものとすれば、たとえば一様な外径寸法のスポットピンにおいて先端側（液体保持部における第１貯留空間を規定する部分）での肉厚が相対的に大きくなるため、液体の点着時に大きな負荷が作用する先端部での機械的強度を充分に確保することができるとともに、第２貯留空間によって液体保持空間の全体としての容積（液体保持空間における液体保持量）を大きく確保することができる。その結果、点着を繰り返し行ってもスポットピンの先端形状が変化し難くなるため、点着形状や点着直径が長期にわたり安定化するとともに、液体保持空間に保持させた液体によって実施できる点着回数を多く確保できるようになるため、スポットピン（液体保持空間）に液体を保持させる回数（液体の吸引回数）を少なくして作業性を向上させることができるようになる。【００４０】
本発明のスポットピンにおいて、液体保持空間の上方にシール部材を配置した場合においても、液体保持空間が液体により満たされた状態において、液体保持空間の上方に液体が移動するのを抑制できるため、エアギャップが生じるのを抑制することができる。【００４１】
さらに、液体保持部の肉厚を、先端に向かうほど大きくなるように形成すれば、液体の点着時に大きな負荷が作用するスポットピン（液体保持部）の点着面側の端部の機械的強度を充分に確保することができる。そのため、本発明のスポットピンでは、点着を繰り返し行ってもスポットピンの端部形状が変化し難くなるため、点着形状や点着直径が長期にわたり安定化する。【００４２】
また、液体保持部に透光性を有する部分を設ければ、液体保持空間に保持された液体の高さや位置（量）を光学的に確認（たとえば視認）できるため、吸い上げ工程や点着工程での工程管理、品質管理が容易になる。そして、透光性を有する部分をジルコニアセラミックスで形成し、かつ、その肉厚を０．０３〜０．５ｍｍの範囲に設定すれば、液体保持空間に保持された液体の高さや位置（量）を充分に確認できるのに加え、スポットピン自体の機械的強度と弾性変形性を充分に確保できる。さらに、スポットピンの全体をジルコニアセラミックスで形成する場合は、スポットピンの全体において機械的強度と弾性変形性を充分に確保することができるため、繰り返しの点着において作用する大きな負荷に対しても充分な耐久性を有することとなる。したがって、長期にわたってスポットピン自体の破損などが生じるのを抑制することができるとともに、スポットピンの端部の形状変化を抑制することができるため、長期にわたり安定した点着形状や点着直径を維持することができるようになる。【００４３】
さらに、液体保持部の点着面に液体保持空間の先端開口を囲む１または複数の突起を形成すれば、スポットピンの点着面を点着対象面に対して、より確実に接触させることができるようになり、また液体が点着対象面に接触した場合には、液体の表面張力によって、突起に沿って液体が浸透するようになる。その結果、スポットピン（液体保持部）の点着面を点着対象面に接触させたときに、液体と点着対象面との接触がより確実に行われるようになり、点着不良が生じるのをより確実に抑制することができる。【００４４】
とくに、突起を環状に形成すれば、液体保持空間に保持された液体は、突起を形成していない場合に比べて、より確実に点着液を下方に位置させることができる。そのため、液体保持部の点着面を点着対象面に接触させたときに、液体が点着対象面に接触しやすくなる。また、複数の突起により先端開口を囲むようにすれば、液体が点着対象面に接触した場合には、隣接する突起の間から液体が広がりやすくなるため、液体の点着をより確実に行なうことができるようになる。【００４５】
また、筒状部の形態として円筒状を採用した場合には、スポットピンの加工が比較的容易となり生産性の観点から有利であり、筒状部の形態として角筒状を採用した場合には、液体保持空間の断面が矩形状となり、角部における毛細管力が追加されるために、より適切に毛細管効果を得ることができ、筒状部の形態として楕円筒状を採用した場合には角筒状の形態に比べて加工が容易である上に円筒状の形態に比べて毛細管効果を得る上で有利となる。【００４６】
一方、本発明のスポット装置は、先に説明したスポットピンを備えていることから、上述した本発明のスポットピンの効果を享受できる。すなわち、本発明のスポット装置は、スポットピンに保持される液体の量を安定化させることができ、エアギャップの発生を抑制できるとともに、点着不良が発生するのを抑制することができる。【００４７】
また、スポット装置を、例えば試料溶液、試薬または洗浄液などを供給するため液体供給機構を備えたものとすれば、スポットピンの液体保持空間への液体の供給、保持された液体の交換、排出、スポットピンの洗浄を容易に実施できるようになる。【００４８】
また、本発明の液体の点着方法によれば、先に説明したスポットピンを用いて行なわれるために、スポットピンに保持される液体の量が安定化されているため、エアギャップの発生を抑制できるとともに、点着不良が発生および点着量のバラツキを抑制できる。【００４９】
さらに、スポットピンの液体保持空間の残存液体を排出する工程においては、本発明のスポットピンが、液体保持空間に保持させる液体の量を、規定の点着回数を達成するのに必要な量により近づけられているため、スポットピンに残存する液体の量が少なく、廃棄すべき液体の量が少なくなって経済的に有利となる。【００５０】
また、本発明の生化学解析用ユニットの製造方法によれば、本発明のスポットピンを用いるために、基板に対する試薬の点着量のバラツキを抑制できるため、基板に固定される試薬の量を安定化させることができる。そのため、本製造方法により得られる生化学解析用ユニットは、固定された試薬の量のバラツキが少なく、測定精度の高いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の第１実施形態を説明するためのスポット装置の全体斜視図である。
【図２】図１に示したスポット装置において製造対象となる生化学解析用ユニットの一例を説明するための全体斜視図である。
【図３】図２のIII-III線に沿う断面図である。
【図４】図１に示したスポット装置におけるヘッド周りの断面図である。
【図５】スポットピンの断面図である。
【図６】図６Ａはスポットピンの底面図であり、図６Ｂはスポットピンの先端部分の断面図である。
【図７】図５のVII−VII線に沿う断面図である。
【図８】スポット装置における液体供給機構を説明するための断面図である。
【図９】スポットピンに対する液体の供給動作を説明するための断面図である。
【図１０】スポットピンを用いた点着動作を説明するための断面図である。
【図１１】外気連通孔の他の例を示す図７に相当する断面図である。
【図１２】連通孔のさらに他の例を説明するためのスポットピンの要部を示す正面図および図７に相当する断面図である。
【図１３】本発明の第２の実施の形態を説明するための図５に相当するスポットピンの断面図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態を説明するための図５に相当するスポットピンの断面図である。
【図１５】本発明の第４の実施の形態を説明するための図５に相当するスポットピンの断面図である。
【図１６】図１６Ａは本発明の第５の実施の形態を説明するための図５に相当するスポットピンの断面図、図１６Ｂは本発明の第６の実施の形態を説明するための図５に相当するスポットピンの断面図である。
【図１７】図１７Ａは本発明の第７の実施の形態を説明するための図５に相当するスポットピンの断面図、図１７Ｂは液体保持空間に液体を保持させた状態の断面図である。
【図１８】１回の吸い上げで実施できる点着回数のばらつきを示すグラフであり、図１８Ａは本発明についての結果、図１８Ｂは比較例について結果をそれぞれ示すグラフである。
【図１９】従来のスポットピンの一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１  スポット装置
１１  バイオチップ（生化学解析用ユニット）
１２  （バイオチップの）基体
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２′，２Ａ′，２Ｂ′  スポットピン
２１  液体保持部
２３  貫通孔
２３Ｃ  大径貫通部（上限位置規定部）
２４，２４Ａ，２４Ｂ  外気連通孔（上限位置規定部）
２６  リング状突起（突起）
２６Ａ  突起
２７  液体保持空間
２７Ａ  第１貯留空間
２７Ｂ  第２貯留空間
２９′，２９Ａ′，２９Ｂ′  シール部材
４  液体供給機構
５０  Ｚ軸駆動機構（移動機構）
５３  制御部
【発明を実施するための最良の形態】
【００５３】
以下、本発明について、第１ないし第７の実施の形態として図面を参照しつつ説明する。【００５４】
まず、本発明の第１の実施の形態について、図１ないし図１０を参照して説明する。【００５５】
図１に示したスポット装置１は、点着対象物１０における目的部位に点着するためのものであり（図１０Ａ〜図１０Ｃ参照）、たとえば生化学解析用ユニットを製造するのに利用されるものである。スポット装置１における製造対象となる生化学解析用ユニットとしては、たとえば図２および図３に示したようなバイオチップ１１を挙げることができる。【００５６】
図示したバイオチップ１１は、プローブＤＮＡに対する相補鎖ＤＮＡに標識させた蛍光物質を光エネルギで励起させて、その励起光を検出することにより、目的とするＤＮＡの検出を行うためのものである。このバイオチップ１１は、基体１２上に複数の検体固定化膜１３を設けたものである。図示した例では、基体１２は、ガラスなどの透明基板１２Ａ上に光反射膜１２Ｂを設けたものである。光反射膜１２Ｂは、検体固定化膜１３に結合した相補鎖ＤＮＡから発せられる蛍光を反射させるためのものであり、たとえばチタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、ニッケル（Ｎｉ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル−クロム（Ｎｉ−Ｃｒ）合金および鉄−クロム−ニッケル（Ｆｅ−Ｃｒ−Ｎｉ）合金のうちの少なくとも一種を主成分とする金属膜として形成されている。複数の検体固定化膜１３は、塩基配列が既知のプローブＤＮＡを含むものであり、マトリックス状に配置されている。【００５７】
図１に示したスポット装置１は、複数のスポットピン２（図面上は６つ）、ヘッド３、液体供給機構４、Ｚ軸駆動機構５０、ＸＹ軸駆動機構５１、ステージ５２、制御部５３、点着液保持部５４、および洗浄部５５を備えている。【００５８】
図４および図５に示したように、各スポットピン２は、点着すべき試薬などの液体Ｑ（図４参照）を内部に保持させるためものであり、係止部２０および液体保持部２１を有している。【００５９】
係止部２０は、ヘッド３にスポットピン２を支持させる際に利用される部分であり、他の部分よりも外形寸法が大きくなされている。【００６０】
液体保持部２１は、毛細管力を作用させ、かつ液体Ｑを吸引・保持（図９Ａ参照）するものであり、一様な外径寸法を有する円筒状に形成されている。この液体保持部２１は、点着面２２、貫通孔２３および外気連通孔２４を有している。【００６１】
点着面２２は、点着対象物１０の目的部位に液体Ｑを点着する際に、点着対象物１０の目的部位に接触させるための部位であるとともに、目的部位との間に作用する毛細管力により点着される液体Ｑの形状およびスポット径を規定するための部位である（図１０Ａ〜図１０Ｃ参照）。この点着面２２は、円環状に形成されており、その外径Ｄ１は、たとえば０．１ｍｍ〜５ｍｍに設定されている。もちろん、点着面２２の形状は、円環状に限定されず、他の形状を採用することができる。【００６２】
図６Ａおよび図６Ｂに示したように、点着面２２には、貫通孔２３の下部開口２５を囲むリング状突起２６が設けられている。このリング状突起２６は、スポットピン２の先端および液体保持部２１に保持された液体Ｑを、点着対象物１０（図１および図１０参照）に対して確実に接触させるようにするためのものであり、その高さが０．０５〜０．５ｍｍ程度とされている。【００６３】
このようなリング状突起２６を設けた場合、液体保持部２１に保持された液体Ｑが点着対象物１０に接触したときに、液体Ｑの表面張力によって、リング状突起２６に沿って液体Ｑが浸透するようになる。そのため、液体保持部２１の点着面２２を点着対象物１０に接触させたときに、液体Ｑと点着対象物１０との接触が確実に行われるようになり、点着不良が生じるのをより確実に抑制することができる。【００６４】
なお、リング状突起２６は、スポットピン２を形成する際に一体的に形成してもよく、スポットピン２とは別の部材として形成した後に、点着面２２に接合することにより設けてもよい。ただし、リング状突起２６は、点着対象物１０と接触した際に適度な弾性変形を示す材料を用いて形成するのが好ましい。リング状突起２６に代えて、図６Ｃに示したように複数の非環状の突起２６Ａにより下部開口２５を囲むようにしても良い。このようにして複数の突起２６Ａにより下部開口２５を囲んだ場合には、隣接する突起２６Ａの間から液体Ｑが広がりやすくなるため、より確実に液体Ｑを点着できるようになる。【００６５】
図５および図６Ａに示したように、貫通孔２３は、外気連通孔２４とともに液体保持空間２７を規定するものであり、円形の断面を有するとともに、点着面２２に向かって断面積が小さくなるテーパ状に形成されている。貫通孔２３の内径は、毛細管作用が発現可能なように、たとえば０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲に設定されている。また、貫通孔２３のテーパ率（＝（Ｄ２−Ｄ３）／Ｌ）は、０．００１〜０．５の範囲に設定することが好ましい。ここで、Ｄ２は貫通孔２３の上部開口２８の径、Ｄ３は貫通孔２３の下部開口２５の径、Ｌは貫通孔２３の長さである。貫通孔２３の断面形状として円形を採用した場合には、加工が容易であるという効果を奏する。【００６６】
もちろん、貫通孔２３の断面形状は、円形に限らず、楕円形、半円形、三角形、四角形、多角形、星形など形状を採用することができる。貫通孔２３の断面形状として半円形、三角形、四角形、多角形、あるいは星形を採用した場合には、角部における毛細管力が追加されるためにより適切に毛細管効果を得ることができ、貫通孔２３の断面形状として楕円形を採用した場合には角部を有する形態に比べて加工が容易である上に円形状の形態に比べて毛細管効果を得る上で有利となる。【００６７】
貫通孔２３を点着面２２に向うほど縮径するテーパ状とした場合には、貫通孔２３における下部開口２５側に向かうほど毛細管力が強まる形となる。そのため、貫通孔２３（液体保持空間２７）に保持された液体Ｑは、貫通孔２３の下部開口２５側に引き寄せられる。その結果、液体Ｑの吸い上げ工程の際においては（図９Ａ参照）、下部開口２５近傍でのエアギャップが生じるのを抑制することができ、点着工程の際においては（図１０Ａ〜図１０Ｃ参照）、繰り返しの点着により液体保持空間２７内の液体Ｑが徐々に減少しても、液体Ｑは貫通孔２３の下部開口２５側（先端側）に存在させ続けることができるため、より確実な点着を実現できるようになる。【００６８】
また、液体保持部２１を一様な外径寸法を有する円筒状とすればスポットピンの加工が比較的容易となり生産性の観点から有利である。さらに、液体保持部２１を一様な外径寸法を有する円筒状とするとともに、貫通孔２３を点着面２２に向って縮径するテーパ状とすれば、液体保持部２１の肉厚は、点着面２２に向かうほど大きくなる。これにより、点着対象物１０に液体Ｑを点着するときに大きな負荷が作用する液体保持部２１の先端部の機械的強度を充分に確保することができ、点着を繰り返し行ってもスポットピンの先端形状が変化し難くなるため、点着形状や点着直径が長期にわたり安定化する。【００６９】
図４、図５および図７に示したように、外気連通孔２４は、液体保持空間２７の内部の気体を排出するためのものであるとともに、液体保持空間２７で保持される液体Ｑの上限位置を規定する上限位置規定部として機能するものである。この外気連通孔２４は、液体保持部２１の半径方向に貫通する貫通孔として形成されており、液体保持空間２７に連通するとともに、液体保持部２１の周面において外部に開放している。この外気連通孔２４は、断面円形であるとともに、外方に向うほど断面積が大きくなるテーパ状に形成されており、液体保持部２１において開放する部分の寸法Ｄ４は、例えば１〜１０ｍｍに設定されている。また、外気連通孔２４は、軸方向視における幅寸法が、最も小さい部分で液体保持空間２７の内径Ｄ５と同等とされている。【００７０】
スポットピン２では、外気連通孔２４が液体保持空間２７の内部の気体を排出するものであるため、外気連通孔２４によって液体保持空間２７での毛細管作用が制限され、外気連通孔２４の下端まで液体Ｑを吸い上げることができる。すなわち、貫通孔２３においては、貫通孔２３の下部開口２５と外気連通孔２４の下端までの間の空間が液体Ｑを保持することが可能な液体保持空間２７として機能することとなり、貫通孔２３の上部開口２８から貫通孔２３内の気体を排出させる場合と比べれば、液体Ｑの吸い上げの際に（図９Ａ参照）、スポットピンの吸い上げ量が安定化するようになる。また、外気連通孔２４における軸方向視の幅寸法を、最も小さい部分で液体保持空間２７の内径Ｄ５と同等とすることにより、外気連通孔２４の形成位置における貫通孔２３の内面が大きく欠落したものとなるため、この欠落した部位（外気連通孔２４）おいて生じる毛細管力を適切に小さくし、外気連通孔２４を超えて液体Ｑを上方に移動させようとする力を、より適切に抑制することができるようになる。このことからも、外気連通孔２４の下端において、液体Ｑの移動を適切に停止させることができるようになる。【００７１】
その一方で、外気連通孔２４の下端において液体Ｑの移動を適切に停止させることができれば、液体保持空間２７が液体Ｑにより満たされた状態において、液体保持空間２７の上方への気体の移動、すなわち液体保持空間２７の上方へ向けた毛細管力が発生するのを抑制できるため、エアギャップの発生および点着量のバラツキを抑制することができる。【００７２】
したがって、スポットピン２では、外気連通孔２４によって液体Ｑの上限位置を規定することにより、液体保持空間２７に保持される液体Ｑの量を安定化させることができるようになる。このようにしてスポットピン２に保持される液体Ｑの量が安定化された場合には、１回の作業によって液体保持空間２７に保持させる液体Ｑの量を、規定の点着回数を達成するのに必要な量により近づけることができる。そのため、保持した液体Ｑが必要以上に多い場合に生じる不具合を抑制することができる。すなわち、点着量が過剰になって点着量にバラツキが生じることを抑制でき、またスポットピン２において点着すべき液体Ｑの種類を変えるときに、スポットピン２に残存する液体Ｑの量が少なるために、廃棄すべき液体Ｑの量が少なくなって経済的に有利となる。【００７３】
このようなスポットピン２は、セラミック材料を用いて目的形状に成型した後、これを焼成することにより形成することができる。本発明で使用可能なセラミック材料としては、ジルコニアセラミックスおよびアルミナセラミックスを挙げることができるが、強度や弾性変形性の観点から、ジルコニアセラミックスを使用するのが好ましい。もちろん、スポットピン２は、セラミックス以外の材料、たとえばステンレスやガラスを用いて形成することもできる。【００７４】
また、スポットピン２は、透光性を有するものとして形成してもよい。透光性を有するスポットピン２は、たとえばジルコニアセラミック材料を用いてスポットピン２の肉厚を０．０３〜０．５ｍｍに設定することにより、あるいはガラス材料を用いることにより形成することができる。ここで、液体保持部２１における透光性を有する部位という場合の「透光性」とは、目視により液体保持部２１における液体Ｑの存在（量）を確認できる特性を意味している。このような透光性は、液体保持部２１の少なくとも一部を、たとえば視感透過率を３％以上とすることにより達成することができる。このようにしてスポットピン２に透光性を付与した場合には、液体保持空間２７に保持された液体Ｑの高さや位置（量）を光学的に確認できるため、吸い上げ工程や点着工程での工程管理、品質管理が可能になる。【００７５】
また、透光性を有する部分をジルコニアセラミックスで形成し、その肉厚を０．０３〜０．５ｍｍの範囲に設定すれば、液体保持空間２７に保持された液体Ｑの高さや位置（量）を充分に視認できるのに加え、スポットピン２自体の機械的強度と弾性変形性を充分に確保できる。さらに、スポットピン２の全体をジルコニアセラミックスで形成する場合は、スポットピン２の全体において機械的強度と弾性変形性を充分に確保することができるため、繰り返しの点着において作用する大きな負荷に対しても充分な耐久性を有することとなる。したがって、長期にわたってスポットピン２自体の破損などが生じるのを抑制することができるとともに、スポットピン２の先端部の形状変化が抑制することができるため、長期にわたり安定した点着形状や点着直径を維持することができるようになる。【００７６】
図４に示したように、ヘッド３は、複数のスポットピン２を保持するためのものであり、一対のプレート３０，３１の間に一対のスペーサ３２，３３を介在させ、一対のプレート３０，３１との間の距離を規定した構成を有している。プレート３０にはさらに、Ｚ軸駆動機構５０にヘッド３を接続するためのブロック３４が固定されている。各プレート３０，３１には、液体保持部２１が挿通される複数の貫通孔３５，３６が形成されている。このようなヘッド３では、プレート３０における貫通孔２３の周辺部にスポットピン２の係止部２０が係止され、かつ貫通孔３５，３６の双方に挿通された状態でスポットピン２が保持される。すなわち、各スポットピン２は、ヘッド３に対してＺ方向に相対移動可能な状態で保持される。【００７７】
図８に示したように、液体供給機構４は、スポットピン２における液体保持空間２７に洗浄液などの液体Ｑを供給するものであり、ＸＹ軸駆動機構５１に一体化されている。この液体供給機構４は、洗浄槽４０、チューブ４１、および開閉弁４２を備えている。【００７８】
洗浄槽４０は、スポットピン２に供給するための洗浄液Ｗ、たとえばアルコールや純水を収容したものである。【００７９】
チューブ４１は、洗浄槽４０に収容された洗浄液Ｗをスポットピン２に供給するための流路を構成するものであり、洗浄槽４０に接続され、かつスポットピン２の外気連通孔２４に接続可能とされている。すなわち、洗浄槽４０の内部は、チューブ４１を介してスポットピン２の液体保持空間２７に連通可能とされている。【００８０】
開閉弁４２は、洗浄槽４０の内部が液体保持空間２７の内部に連通する状態と連通しない状態とを選択するためのもの、すなわち洗浄槽４０に収容された洗浄液Ｗを液体保持空間２７に供給できる状態と供給できない状態とを選択するためのものである。この開閉弁４２は、チューブ４１の途中に設けられている。【００８１】
この液体供給機構４では、チューブ４１をスポットピン２における外気連通孔２４に接続した状態とし、開閉弁４２を開けた状態とすることにより、液体保持空間２７が洗浄槽４０の内部と連通する。この状態では、洗浄槽４０の洗浄液Ｗを、チューブ４１を介して液体保持空間２７に供給することができる。【００８２】
図１に示したＺ軸駆動機構５０は、ヘッド３ひいてはヘッド３に保持された複数のスポットピン２をＺ方向（スポットピン２の軸方向）に移動させるためものであり、ヘッド３に対してブロック３４（図４参照）を介して連結されている。このＺ軸駆動機構５０は、公知の機構により構築することができる。【００８３】
ＸＹ軸駆動機構５１は、ヘッド３ひいてはヘッド３に保持された複数のスポットピン２をＸＹ方向に移動させるためものであり、Ｚ軸駆動機構５０に連結されている。このＸＹ軸駆動機構５１もまた、公知の機構により構築することができる。【００８４】
ステージ５２は、試薬が点着される複数の点着対象物１０を載置するためのものであり、ＸＹ方向に移動可能に構成されている。ただし、ステージ５２は、必ずしもＸＹ方向に移動可能に構成する必要はない。【００８５】
制御部５３は、液体供給機構４の開閉弁４２の開閉を制御するとともに、Ｚ軸駆動機構５０、ＸＹ軸駆動機構５１およびステージ５２の動作を制御するものである。この制御部５３は、たとえばＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭを備えた回路を含むものとして構成されている。【００８６】
点着液保持部５４は、点着対象物１０に液体Ｑを保持するためのものであり、図１および図９Ａに示したように複数のスポットピン２の配置に対応させた複数の点着液保持槽５４Ａを有している。各点着液保持槽５４Ａに保持させる液体Ｑは、たとえばプローブＤＮＡおよび溶媒を含む試薬である。プローブＤＮＡは、ターゲットに対して特異的結合が可能物質である。ターゲットとしては、たと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を挙げることができる。溶媒としては、プローブＤＮＡに対して悪影響を及ぼすものでなければ特段の制限はないが、たとえば純水あるいはジメチルスルホオキサイドが使用される。【００８７】
もちろん、点着液保持部５４に保持させるべき液体Ｑは、目的に応じて種々に変更可能であり、たとえばＤＮＡ以外のプローブを含む試薬を保持させることも可能であり、またスポット装置１を試薬以外の液体を点着するのに使用する場合には、その目的に応じた液体を保持させた液体保持槽を有するカートリッジを使用することもできる。【００８８】
洗浄部５５は、スポットピン２を洗浄するための洗浄液を保持したものである。この洗浄部５５には、スポットピン２、とくに貫通孔２３の内面に対する試薬の固着を抑制するための洗浄液が保持されている。洗浄液としては、純水、緩衝液あるいはアルコールが使用される。洗浄部５５は、超音波を供給可能な構成であってもよく、超音波の供給によりスポットピン２を洗浄するようにしてもよい。洗浄後のスポットピン２を強制乾燥させるために、送風機や温風器を配置してもよい。【００８９】
次に、スポット装置１を用いた点着対象物１０に対する液体Ｑ（試薬）の点着動作（バイオチップ１１における検体固定化膜１４の形成動作）、およびスポットピン２の洗浄動作について説明する。【００９０】
液体Ｑの点着動作は、スポットピン２の液体保持空間２７に対する液体Ｑの吸引・保持工程、および液体Ｑの点着工程を含んでいる。【００９１】
図１および図９Ａに示したように、液体Ｑの吸引・保持工程は、スポットピン２の点着面２２を、点着液保持槽５４Ａに保持させた液体Ｑに浸漬することにより行われる。【００９２】
より具体的には、まず、図１に示したＸＹ軸駆動機構５１を制御部５３により制御し、各スポットピン２を対応する点着液保持槽５４Ａの直上に位置させる。次いで、Ｚ軸駆動機構５０を制御部５３により制御し、図９Ａに示したように各スポットピン２を対応する点着液保持槽５４Ａの液体Ｑに一定時間浸漬させた後に引き上げる。このとき、点着面２２を液体Ｑに浸漬させた場合には、液体保持空間２７に作用する毛細管力により、液体保持部２１に液体Ｑが吸引され、それが液体保持部２１に保持された状態が達成される。【００９３】
上述のように、スポットピン２は、液体保持空間２７が外気連通孔２４を介して外部と連通させられ、貫通孔２３（液体保持空間２７）が点着面２２に向かうほど断面積の小さくなるテーパ状に形成されているため、目的とする量の液体Ｑを液体保持空間２７に対して適切に吸引することができ、また、液体Ｑの吸引において、点着面２２の近傍でのエアギャップや気泡発生を防止できる。【００９４】
なお、スポットピン２における液体保持空間２７に対する液体Ｑの供給は、図９Ｂに示したように、外気連通孔２４を介して行ってもよい。すなわち、液体保持空間２７に対しては、容器６内に貯留された液体Ｑを、チューブなどの液体移送機構を用いて、外気連通孔２４に投入してもよい。この場合、液体保持空間２７の毛細管作用によって、液体Ｑが液体保持空間２７に吸い込まれる。そして、吸い込まれた液体Ｑが貫通孔２３（液体保持空間２７）の下部開口２５に到達すると、毛細管作用が抑制され、液体保持空間２７には一定量の液体Ｑが保持される。【００９５】
図１０Ａ〜図１０Ｃに示したように、液体Ｑの点着工程は、点着対象物１０の目的部位に対して、液体Ｑを保持させたスポットピン２を接触させた後に離間させることにより行われる。【００９６】
より具体的には、まず、ＸＹ軸駆動機構５１を制御部５３により制御し、各スポットピン２を点着対象物１０における対応する目的部位の直上に位置させる。次いで、Ｚ軸駆動機構５０を制御部５３により制御し、各スポットピン２を対応する目的部位に一定時間接触させた後に引き上げる。このとき、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、スポットピン２の点着面２２を点着対象物１０の目的部位に接触させると、液体保持空間２７の液体Ｑの一部が点着対象物１０における目的部位に接触し、点着面２２と点着対象物１０の目的部位との間に生じる僅かな隙間による毛細管作用によって、液体Ｑが点着面２２の外径に相当する範囲まで広がる。次いで、図１０Ｃに示すように、スポットピン２を上昇させてスポットピン２を点着対象物１０から離間させた場合には、点着対象物１０の目的部位に点着面２２の外径と略一致する直径の領域に液体Ｑが点着される。【００９７】
このような液体Ｑの点着は、１回の液体Ｑの吸引に対して、複数回繰り返し行われる。このとき、液体保持空間２７では、上述のように点着面２２に近い部位ほど毛細管力が大きく作用するために、液体Ｑを点着する際には、液体保持空間２７から液体Ｑが徐々に減少しても、液体Ｑは点着面２２側に引き寄せられて存在し続けるため、確実な点着を実現できる。【００９８】
また、スポットピン２を用いる場合には、点着量のバラツキを抑制できるため、スポットピン２を用いてバイオチップ１１などの生化学解析用ユニット（図２および図３参照）を製造する場合には、点着対象物１０（基体１２）に固定される液体（試薬）Ｑの量を安定化させることができる。そのため、スポットピン２を用いて試薬の点着を行なって得られる生化学解析用ユニットは、固定された試薬の量のバラツキが少なく、測定精度の高いものとなる。【００９９】
一方、スポットピン２の洗浄動作は、ヘッド３の移動工程と、開閉弁４２の制御工程と、を含んでいる。【０１００】
ヘッド３の移動工程は、ＸＹ軸駆動機構５１およびＺ軸駆動機構５０を制御部５３により制御し、ヘッド３（スポットピン２）を液体供給機構４に向けて移動させ（図１参照）、図８Ａに示したように、スポットピン２の外気連通孔２４をチューブ４１と連結させることにより行なわれる。このとき、外気連通孔２４が広口のテーパ状に形成されているために、外気連通孔２４に対するチューブ４１の連結を適切に行なうことができる。【０１０１】
一方、開閉弁４２は、洗浄槽４０に収容された洗浄液Ｗが漏れ出さないように、通常は閉じられているので、図８Ｂに示すように制御部５３によって開閉弁４２が開けられる。これにより、洗浄槽４０の洗浄液Ｗがチューブ４１を通って液体保持空間２７に供給される。スポットピン２の液体保持空間２７には、通常、液体Ｑの一部が残存しているが（図８Ａ参照）、このような残存液体Ｑは、洗浄液Ｗとともに貫通孔２３（液体保持空間２７）の下部開口２５から強制的に排出される。なお、洗浄槽４０からの洗浄液Ｗの供給は、洗浄槽４０に収容された洗浄液Ｗの自重により行なってもよいし、ポンプ等の送液機構を用いて行なってもよい。【０１０２】
次に、液体保持空間２７に対して適当量の洗浄液Ｗを供給した場合には、制御部５３によって開閉弁４２を閉じ、洗浄液Ｗの供給を停止する。このとき、液体保持空間２７には、洗浄液Ｗが残存しているために、図示しない送風機や温風器を用いてスポットピン２の内部および外部を乾燥させる。これにより、図８Ｃに示すように、スポットピン２は、液体保持空間２７に液体Ｑも洗浄液Ｗも保持されていない清浄な状態に回復させられる。【０１０３】
本発明に係るスポットピンは、上述した実施の形態において説明したものには限定されず、種々に変更可能である。たとえば、外気連通孔は、図１１Ａ〜図１１Ｄ、ならびに図１２Ａ〜図１２Ｄに示したような形態であってもよい。【０１０４】
図１１Ａに示した外気連通孔２４は、最も幅寸法が小さい部分が液体保持空間２７の径よりも小さいテーパ状に形成されたものである。図１１Ｂ〜図１１Ｄに示した外気連通孔２４は、幅寸法が一様に形成されたものであり、図１２Ｂには、幅寸法が液体保持空間２７の径と同等に形成されたものを、図１１Ｃには幅寸法が液体保持空間２７の径よりも大きく形成されたものを示した。【０１０５】
図１２Ａおよび図１２Ｂに示した外気連通孔２４は、断面形状が矩形状に形成されたものであり、図１２Ｃおよび図１２Ｄに示したが外気連通孔２４は、断面形状が楕円形状の形成されたものである。これらの図に示した外気連通孔２４は、内側開口２４ａにおけるスポットピン２の軸方向の寸法Ｌ１が軸方向に直交する方向の寸法（幅寸法）Ｄ５よりも大きくされている。軸方向の寸法Ｌ１寸法は、たとえば１〜１０ｍｍとされ、幅寸法Ｄ５はたとえば０．０１〜１ｍｍとされる。これらの外気連通孔２４を有するスポットピン２では、適切にエアギャップが生じるのを抑制することができる。すなわち、図５を参照すれば分かるように、外気連通孔２４の軸方向の寸法Ｌ１が大きい場合には、外気連通孔２４の部分には毛細管力が実質的に生じず、外気連通孔２４を超えて液体Ｑを上方に移動させようとする力をより抑制することができる。したがって、液体保持空間２７が液体Ｑにより満たされている場合、液体Ｑに浸漬した状態のスポットピン２を抜き取る際に、液体保持空間に気体が吸引される可能性および吸引される気体の量が著しく低減される。また、図１２Ａおよび図１２Ｂに示した外気連通孔２４は、断面形状が矩形状に形成されており、外気連通孔２４における内側開口２４ａの下端２４ｂが外気連通孔２４の貫通方向視においてスポットピン２の軸方向に直交する直線状とされている。そのため、外気連通孔２４の内側開口２４ａの下端２４ｂにおいて、液体Ｑが外気連通孔２４における内側開口２４ａの下端２４ｂよりも上方に移動するのをより確実に抑制することができる。【０１０６】
また、液体供給機構４を用いて洗浄液Ｗをスポットピン２の内部へ供給する代わりに、液体供給機構４を用いて、スポットピン２に試料溶液や試薬を供給するように構成することもできる。【０１０７】
次に、本発明の第２の実施の形態について、図１３を参照して説明する。なお、図１３においては、先に説明した第１の実施の形態と同様な要素については同一の符号を付してあり、以下における重複説明を省略する。【０１０８】
図１３に示したスポットピン２Ａは、２つの外気連通孔２４Ａ，２４Ｂを備えたものである。これらの外気連通孔２４Ａ，２４Ｂは、互いに対向しており、それらの内側開口の下端２４Ａｂ，２４Ｂｂが、同一高さとされている。外気連通孔２４Ａ，２４Ｂは、同様な形状であってよいし、異なった形状でもよい。【０１０９】
このようなスポットピン２Ａにおいても、液体保持空間２７の上端位置を構成する貫通孔２３の内面が大きく欠落したものとすることができる。そのため、外気連通孔２４Ａ，２４Ｂの下端において、液体保持空間２７に保持された液体Ｑの移動を適切に停止させることがきるために、液体保持空間２７での液体保持量を安定化させることができるとともに、エアギャップの発生を抑制できる。また、互いに対向する外気連通孔２４Ａ，２４Ｂを備えた場合には、液体保持部２１の内面が大きく欠落することに加えて、該内面が２つの領域に分断されたものとともに該内面の面積が小さくなる。そのため、液体保持空間２７に液体Ｑ（図９Ｂ等参照）を保持させた状態において、該内面に沿って液体Ｑ（図９Ｂ等参照）が這い上がりにくくなる。その結果、液体保持空間２７に液体Ｑ（図９Ｂ等参照）を保持させた後において液体保持空間２７の液体Ｑ（図９Ｂ等参照）が上方に移動するのを適切に抑制し、液体保持空間２７における下端から空気が取り込まれるのを抑制できるようになる。【０１１０】
次に、本発明の第３の実施の形態について、図１４を参照して説明する。なお、図１４においては、先に説明した第１の実施の形態と同様な要素については同一の符号を付してあり、以下における重複説明を省略する。【０１１１】
図１４に示したスポットピン２Ｂは、液体保持空間２７が第１貯留空間２７Ａおよび第２貯留空間２７Ｂを含んだものとされている。第１および第２貯留空間２７Ａ，２７Ｂは、貫通孔２３の内面に段差２７Ｃを付与することにより設けられている。すなわち、第１貯留空間２７Ａは、貫通孔２３の下部開口２５から段差２７Ｃまでの空間として規定されており、第２貯留空間２７Ｂは、段差２７Ｃから外気連通孔２４の下端２４ｂまでの空間として規定されている。【０１１２】
第１貯留空間２７Ａは、貫通孔２３の下部開口２５に向かって断面積が小さくなるテーパ状に形成されている。第２貯留空間２７Ｂは、第１貯留空間２７Ａよりも断面積が大きなものとされており、段差２７Ｃから外気連通孔２４の下端２４ｂに向かって断面積が大きくなるテーパ状に形成されている。もちろん、第１および第２貯留空間２７Ａ，２７Ｂは、一様な断面を有するものであってもよい。【０１１３】
液体保持空間２７が第１および第２貯留空間２７Ａ，２７Ｂを備えたものとすれば、第２貯留空間２７Ｂにおいて液体Ｑの保持量を大きく確保し、液体保持空間２７の全体としての液体Ｑの保持量を大きく確保できるようになる。そのため、１回の吸い上げで実施できる点着回数を増加させることができる。一方、第１貯留空間２７Ａの部分では、液体保持部２１の肉厚を大きく確保することができるために、液体Ｑの点着時に大きな負荷が作用するスポットピン２Ｂ（液体保持部２１）の先端部での機械的強度を充分に確保することができる。その結果、点着を繰り返し行ってもスポットピン２Ｂの先端形状が変化し難くなるため、点着形状や点着直径が長期にわたり安定化するとともに、液体保持空間２７に保持させた液体Ｑによって実施できる点着回数を多く確保できるようになるため、スポットピン２Ｂ（液体保持空間２７）に液体Ｑを保持させる回数（液体Ｑの吸引回数）を少なくして作業性を向上させることができるようになる。【０１１４】
次に、本発明の第４の実施の形態について、図１５を参照して説明する。なお、図１５においては、先に説明した第１の実施の形態と同様な要素については同一の符号を付してあり、以下における重複説明を省略する。【０１１５】
図１５に示したスポットピン２′は、本発明の第１の実施の形態に係るスポットピン２（図５参照）において、貫通孔２３の内部にシール部材２９′を配置したものである。このシール部材２９′は、通気性の低い材料（たとえば耐薬品性に優れたゴム）により形成されており、下端が外気連通孔２４の上端と一致または略一致する位置に配置されている。【０１１６】
スポットピン２′では、貫通孔２３（液体保持空間２７）に液体Ｑが満たされた状態において、シール部材２９′が配置されていることにより貫通孔２３（液体保持空間２７）の上方に液体Ｑが移動するのを抑制できる。そのため、スポットピン２′では、エアギャップが生じるのをより確実に抑制することができる。【０１１７】
次に、本発明の第５および第６の実施の形態について、図１６Ａおよび図１６Ｂを参照して説明する。なお、図１６Ａおよび図１６Ｂにおいては、先に説明した各実施の形態と同様な要素については同一の符号を付してあり、以下における重複説明を省略する。【０１１８】
図１６Ａに示したスポットピン２Ａ′は、本発明の第２の実施の形態に係るスポットピン２Ａ（図１３参照）において、貫通孔２３の内部にシール部材２９Ａ′を配置したものである。一方、図１６Ｂに示したスポットピン２Ｂ′は、本発明の第３の実施の形態に係るスポットピン２Ｂ（図１４参照）において、貫通孔２３の内部においてシール部材２９Ｂ′を配置したものである。【０１１９】
これらのスポットピン２Ａ′，２Ｂ′においても、貫通孔２３にシール部材２９Ａ′，２９Ｂ′が配置されているため、エアギャップが生じるのをより確実に抑制することができる。【０１２０】
次に、本発明の第７の実施の形態について、図１７Ａおよび図１７Ｂを参照して説明する。なお、図１７Ａおよび図１７Ｂにおいては、先に説明した第１の実施の形態と同様な要素については同一の符号を付してあり、以下における重複説明を省略する。【０１２１】
図１７Ａおよび図１７Ｂに示したスポットピン２Ｃは、貫通孔２３を有する筒状に形成されている点において、先に説明した第１から第６の実施の形態に係るスポットピン２，２Ａ，２Ｂ，２′，２Ａ′，２Ｂ′（図５，図１３〜図１６）と共通点を有する一方で、これらのスポットピン２，２Ａ，２Ｂ，２′，２Ａ′，２Ｂ′とは上限位置規定部の構成が異なっている。【０１２２】
スポットピン２Ｃにおいて、貫通孔２３は、液体保持空間２７および大径貫通部２３Ｃからなっている。貫通孔２３の断面形状は、たとえば円形とされるが、これに限らず、楕円形、半円形、三角形、四角形、多角形、星形など形状を採用することができる。【０１２３】
液体保持空間２７は、液体Ｑを保持するためのものであり、毛細管力が発現可能なように形成されている。液体保持空間２７の径Ｄ６は、たとえば０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲に設定されている。【０１２４】
大径貫通部２３Ｃは、液体保持空間２７で保持される試薬などの液体Ｑの上限位置を規定する上限位置規定部として機能するものである。この大径貫通部２３Ｃは、液体保持空間２７とは異なり、毛細管力が発現しないか、ほとんど毛細管力が発現しないように形成されている。ここで、「毛細管力がほとんど発現しない」とは、毛細管力が発現したとしても、その毛細管力によって、液体保持空間２７と大径貫通部２３Ｃとの間の段差を乗り越えることができない程度の毛細管力を意味している。なお、大径貫通部２３Ｃ径Ｄ７は、液体の表面張力あるいは粘性、貫通孔２３の内面における濡れ性、液体保持空間２７と大径貫通部２３Ｃとの間の段差までの距離などに応じて適宜設計すればよい。【０１２５】
スポットピン２Ｃでは、液体保持空間２７において毛細管力が発現するために下部開口２５から試薬などの液体Ｑを吸い上げることができる。その一方で、大径貫通部２３Ｃは、毛細管力が発現しないように形成されているために、下部開口２５から吸い上げられた液体Ｑは、液体保持空間２７の上端位置よりも上方に移動することができない。その結果、スポットピン２Ｃでは、一度に吸い上げられる液体Ｑの量が一定化される。これにより、１回の作業によって液体保持空間２７に保持させる液体Ｑの量を、規定の点着回数を達成するのに必要な量により近づけることができる。そのため、保持した液体Ｑが必要以上に多い場合に生じる不具合を抑制することができる。すなわち、点着量が過剰になることを抑制できるために点着量にバラツキが生じることを抑制でき、またスポットピン２Ｃにおいて点着すべき液体Ｑの種類を変えるときに、スポットピンに残存する液体Ｑの量が少なくなるために、廃棄すべき液体Ｑの量が少なくなって経済的に有利となる。【０１２６】
また、スポットピン２Ｃでは、スポットピン２Ｃの点着面２２を液体Ｑに浸漬させた液体保持空間２７に液体Ｑを吸引・保持させる場合において、液体保持空間２７の点着面側にエアギャップが生じることを抑制することもできる。たとえば、液体保持空間２７が液体Ｑにより満たされている場合には、大径貫通部２３Ｃにより液体Ｑの上方への移動が制限されているため、吸引すべき液体Ｑにスポットピン２Ｃの点着面２２を浸漬した状態からスポットピン２Ｃを抜き取るときに、液体保持空間２７の内部に気体を吸引しようとする力は著しく小さくなる。したがって、液体Ｑに浸漬した状態のスポットピン２Ｃを抜き取る際に、液体保持空間２７に気体が吸引される可能性および吸引される気体の量が著しく低減されるために、スポットピン２Ｃに対する液体Ｑの吸引作業において、スポットピン２Ｃの液体保持空間２７の点着面側にエアギャップが生じるのを抑制することができるようになる。【０１２７】
さらに、スポットピン２Ｃを筒状に形成した場合には、たとえば液体保持部２１をスリット状の構成により形成した場合に比べて液体Ｑが外部雰囲気に曝され難い（曝される領域が小さい）。そのため、スポットピン２Ｃにおける液体Ｑの蒸発や変質、汚染の発生を抑制することができる。そして、上限位置規定部を大径貫通部２３Ｃとして構成することによって、比較的簡単な構成で、上述の効果を得ることができるとともに、液体保持空間（毛細管領域）２７を規定することができる。【０１２８】
本発明は、上述の実施の形態において説明した構成には限定されず、種々に変更可能である。たとえば、スポット装置１は、図２および図３に示したバイオチップ１１に限らず、他の形態のバイオチップ１１を製造する際に利用でき、またバイオチップ１１を製造する場合に限らず、他の目的で点着対象物１０に液体Ｑを点着する場合に利用することができる。【０１２９】
また、本発明の第７の実施の形態に係るスポットピン２Ｃにおいては、液体保持空間２７をテーパ状に形成し、第１および第２貯留空間を有する構成とし、あるいは点着面２２に液体保持空間２７の先端開口２５を囲む突起を設けてもよい。【０１３０】
さらに、液体保持空間２７は、必ずしも貫通孔２３の一部として構成する必要はなく、たとえば液体保持空間２７の上方がシール部材２９′,２９Ａ′，２９Ｂ′によらず、液体保持部２１の一部によって一体的に閉塞された構成であってもよい。
【実施例】
【０１３１】
以下においては、本発明に係るスポットピンにおける点着回数のバラツキについて検討した。【０１３２】
点着回数のバラツキを検討するに当たっては、スポットピンとしては、図１１Ａおよび図１２Ａに示した外気連通孔を有するもの、すなわち一様な矩形断面の外気連通孔を有するものを本発明に係るスポットピンとして用いた。一方、比較例として、外気連通孔を形成していない以外は本発明のスポットピンと同一の構成としたスポットピンを用いた。これらのスポットピンを用いて、１回の吸い上げで実施できる点着回数をカウントした。このようなカウントは、合計５回行った。点着回数の測定結果については、本発明のスポットピンについては図１８Ａに、比較例については図１８Ｂにそれぞれ示した。これらの図に示したグラフでは、縦軸が点着回数を、横軸がサンプル番号をそれぞれ示している。【０１３３】
本発明のスポットピンでは、図１８Ａに示したように、１回の吸い上げで実施できる点着回数は、サンプル１が１１３回、サンプル２が１２７回、サンプル３が１１０回、サンプル４が１２５回、サンプル５が１３１回となり、ほぼ一定の点着回数を示している。【０１３４】
一方、比較例のスポットピンでは、図１８Ｂに示したように、サンプル１が８８回、サンプル２が１８１回、サンプル３が１０９回、サンプル４が６回、サンプル５が１５３回となり、点着回数が大きく変動することがわかる。特に、サンプル４は、先端側にエアギャップが生じており、そのことが点着回数が極めて少ないことの大きな要因である。【０１３５】
以上の結果からわかるように、スポットピンに外気連通孔を設けることによって、液体保持部に一定量の液体が保持されるようになり、１回の吸い上げで実施できる点着回数をほぼ一定に維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３６】
本発明に係るスポットピンおよびこれを用いたスポット装置は、吸い上げ量を安定化して、点着回数の変動を抑制できる点で、産業上極めて有用である。
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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