(57)【要約】  本発明は、複数の物質を基板（４１）上に放出することによりバイオアッセイ用基板（４１）を製造するインクジェット装置及び方法を提供する。当該装置は、少なくとも、印刷ヘッド及び該印刷ヘッドに接続可能な複数の物質用容器（６０、６１、６２）、並びに、該容器の取り付け手段（５５）を含み、それによって、前記容器（６０、６１、６２）のうち少なくとも一部には識別手段（６３）が設けられる。当該装置は、前記識別手段（６３）に含まれる情報を読み取るために読み取り手段をさらに含む。
2010500171.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の物質を基板上に放出することによりバイオアッセイ用基板を製造するインクジェット装置であって、少なくとも、印刷ヘッド及び該印刷ヘッドに接続可能な複数の物質用容器、並びに、該容器の取り付け手段を含み、それによって、前記容器のうち少なくとも一部には識別手段が設けられ、さらに、前記識別手段に含まれる情報を読み取るために読み取り手段をさらに含むインクジェット装置。
【請求項２】
前記識別手段がバーコードを含む、請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項３】
前記識別手段が符号化された読み取り専用チップを含む、請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項４】
前記符号化された読み取り専用チップがＲＦ−ＩＤチップを含む、請求項３に記載のインクジェット装置。
【請求項５】
前記識別手段が、電子的接触手段を有する及び／又は機械的連動手段を有するハードウェアキーを含む、請求項１に記載のインクジェット装置。
【請求項６】
前記読み取り手段が、バーコードリーダ、チップカードリーダ、及び／又は、ハードウェアキーリーダから選択される、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項７】
前記ハードウェアキーの前記電子的接触手段が、前記ハードウェアキーリーダにより読み取り可能な特異的パターンの電子接点を含み、前記リーダが複数の対電極を含む、請求項６に記載のインクジェット装置。
【請求項８】
前記ハードウェアキーの前記機械的連動手段が、前記ハードウェアキーリーダにより読み取り可能な特異的な形状を有する隆起部（くぼみ）を複数含み、前記リーダが、前記隆起部を受けることができる（くぼみにより受けることができる）ように形作られた対応するくぼみ（隆起部）を複数含む、請求項６に記載のインクジェット装置。
【請求項９】
穴等の前記容器の取り付け手段が設けられた固定プレートを有するステージをさらに含む、請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項１０】
印刷テーブル及び印刷ブリッジをさらに含む請求項９に記載のインクジェット装置であって、前記固定プレートを有するステージが前記印刷テーブルに相関して第１の方向（Ｘ−方向）に沿って移動可能であり、前記印刷ヘッドが、該印刷ヘッドが前記印刷ブリッジに相関して第２の方向（Ｙ−方向）に沿って移動可能であるように前記印刷ブリッジに取り付けられている可動式の印刷ヘッドホルダー上に取り付けられる、インクジェット装置。
【請求項１１】
前記取り付け手段には前記読み取り手段が設けられる、請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項１２】
前記印刷ヘッドには前記読み取り手段が設けられる、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項１３】
前記基板に識別を与える手段をさらに含む、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のインクジェット装置。
【請求項１４】
前記基板に識別を与える手段が印刷されたコードを含む、請求項１３に記載のインクジェット装置。
【請求項１５】
インクジェット装置を用いて容器から基板上に複数の物質を放出することによりバイオアッセイ用基板を製造する方法であって、それによって前記容器のうち少なくとも一部に識別手段が設けられ、それによって前記識別手段に含まれる情報が読み取り手段により読み取られる、方法。
【請求項１６】
前記識別手段がバーコードを含み、前記情報がバーコードリーダにより読み取られる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記識別手段が符号化された読み取り専用チップを含み、前記情報がチップカードリーダにより読み取られる、請求項１５に記載の方法。
【請求項１８】
前記符号化された読み取り専用チップがＲＦ−ＩＤチップを含み、前記情報がワイヤレスＲＦリーダにより読み取られる、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記識別手段が電子的接触手段を有するハードウェアキーを含み、前記情報がハードウェアキーリーダにより読み取られ、前記リーダが複数の対電極を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２０】
前記識別手段が機械的連動手段を有するハードウェアキーを含み、前記情報がハードウェアキーリーダにより読み取られ、前記リーダが対応する機械的連動手段を含む、請求項１５に記載の方法。
【請求項２１】
前記ハードウェアキーの前記機械的連動手段が、前記ハードウェアキーリーダにより読み取られる特異的な形状を有する隆起部（くぼみ）を複数含み、前記リーダが、許可の場合に前記隆起部を受ける（くぼみにより受ける）ように形作られた対応するくぼみ（隆起部）を複数有する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記情報が、前記インクジェット装置に設けられた読み取り手段により読み取られる、請求項１５乃至２１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２３】
前記容器が、固定プレートを有するステージ上に設けられた穴等の前記容器の取り付け手段に前記容器を挿入することによって、前記インクジェット装置上に取り付けられる、請求項１５乃至２２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２４】
前記情報が、前記取り付け手段上に設けられた読み取り手段により読み取られる、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記情報が、前記印刷ヘッド上に設けられた読み取り手段により読み取られる、請求項１５乃至２４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２６】
前記読み取り手段により前記情報を読み取った後、前記情報を使用して、印刷されることになる液及び該液が印刷されなければならない順を少なくとも含む印刷プランを得る、請求項１５乃至２５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２７】
前記基板には、前記インクジェット装置により識別が与えられる、請求項１５乃至２６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項２８】
前記基板には、前記インクジェット装置により、印刷されたバイナリコードの形で識別が与えられる、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記物質が、生化学反応体、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド、蛋白質、細胞、及び／又は、ＲＮＡ／ＰＮＡ／ＬＮＡの一部を含む、請求項１に記載のインクジェット装置の使用。
【請求項３０】
請求項１５乃至２８のいずれか１項に記載の方法により得ることできる、生物学的分析のために複数の物質を含んだアッセイ用基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の物質を基板上に堆積させることによりバイオアッセイ用基板を製造するインクジェット装置に関する。本発明は、さらに、そのようなバイオアッセイ用基板を製造する方法、及び、該方法に対するインクジェット装置の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、複数の物質を基板上に堆積させることによりバイオアッセイ用基板を製造するインクジェット装置、方法、及び、インクジェット装置の使用を開示している。特に診断のために、複数の、好ましくは異なる物質が非常に精密且つ正確な様式で配置されている基板が必要とされる。この複数の物質は、通常、多数の生化学試験又は反応を基板上で行うために、基板上に配置されることになる。診断における場合等、特定の種類の物質が基板の特定の領域に間違えて与えられた時に非常に危険である場合に、本発明によるインクジェット装置、物質の小滴における制御された配置のための方法、及び、当該インクジェット装置の使用が、基板上への物質の印刷処理に適用されることが好ましい。
【０００３】
感染症の診断は、基板に異なる捕獲プローブを与えることにおいて全処理に、より明確には、捕獲プローブの印刷処理に非常に高い信頼性を要求する。アッセイ用基板の読み取りは、例えば、疾患を直接、特異的捕獲プローブの位置に結びつける。従って、膜上に捕獲プローブを確実且つ正確に置くことができるということが重要である。アッセイ用基板の製造における全工程の間、どの捕獲液が処理されているかを記録することができるということが非常に望ましい。一部の情報を見失ったその瞬間に、異なる感染症のＤＮＡを最終的に選択する膜の質はもはや保証することはできない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、複数の物質を基板上に堆積させることによりバイオアッセイ用基板を製造するインクジェット装置及びその方法を提供することが本発明の目的であり、その装置及び方法は、信頼できる様式で基板を製造することを可能にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的は、請求項１に記載されているように、複数の物質を基板上に堆積させることによりバイオアッセイ用基板を製造するインクジェット装置によって、そのようなアッセイ基板を製造する方法によって、及び、本発明によるインクジェット装置の使用によって実現される。本発明によるインクジェット装置は、少なくとも、印刷ヘッド及び該印刷ヘッドに接続可能な複数の物質用容器、並びに、該容器の取り付け手段を含み、それによって前記容器のうち少なくとも一部には識別手段が設けられ、さらに、当該インクジェット装置は、前記識別手段に含まれる情報を読み取るために読み取り手段をさらに含む。
【０００６】
特定の瞬間においてまさにどの物質が前記印刷ヘッドの内部に存在するかを知ることが可能になり、どのくらいの量の前記物質がどの位置に落ちるかを知ることが可能になるということが本発明によるインクジェット装置の利点である。一般的な処理順序は以下を含む。捕獲又はプローブ分子製造業者の箇所で、前記分子は合成され、容器に移されて保管される。捕獲分子は、次に、それ自体は既知の適した溶媒に溶解されて、インクジェット印刷により又は他の分配技術により処理可能な溶液にされる。該溶液は、プローブ分子製造業者の箇所で製造することができるか、又は、基板製造業者の箇所、すなわち、捕獲分子が表面上に堆積される箇所で製造することができ、それは、言うまでもなく、この箇所へのプローブ分子の事前の運搬及び保管を必要とする。製造された溶液は、適した印刷又は分配容器に移されるまで再度保管される。実際の基板が製造されなければならない場合、印刷若しくは分配容器は、前記基板の予め定義された位置に溶液を印刷若しくは分配するようにインクジェット装置又は他の適した分配装置に取り付けられる。全スポットに配置した後、前記基板は別のステーションに移され、捕獲又はプローブ分子は例えば紫外線曝露によって前記基板の表面に結合され、次に、非結合の物質は洗浄されて、非結合の表面はブロックされる。この洗浄／ブロッキングステップの後、前記基板は、一般的に、不活性状態の下で乾かされる。最終的に前記基板は、パック、保管、及び運搬された後再度保管され、患者の感染症を調べるためのバイオセンサー機構に使用するためにアンパックされる。
【０００７】
本発明によると、特定の物質を有した容器には識別手段が設けられているため、前記容器を処理中常にモニターすることができる。前記識別手段に含まれる情報を読み取ることができる読み取り手段をさらに設けることにより、各容器を識別することが可能になるだけでなく、特定の容器が当該インクジェット装置上の正しい位置にあるかどうかを決定することが可能になる。実際に、読み取られた情報（「ｉｓｔ」）は、一般的な条件において、所望の情報（「ｓｏｌｌ」）と比較することができ、その比較に基づいて特定の容器を拒絶又は許可することができる。
【０００８】
エラーを回避するためには、可能な限り捕獲又はプローブ分子が作製及び溶解される瞬間に、適した符号化等の識別手段を容器に設けることが本発明によると好ましい。上記のように、これは、例えばプローブ分子製造業者の箇所で行うことができるが、必然ではない。
【０００９】
本発明によるインクジェット装置の好ましい実施形態によると、前記容器上の前記識別手段にはバーコードが含まれる。バーコードは、前記容器上へ容易に適用でき、さらに、適したバーコードリーダにより容易に読み取ることができる。この実施形態の利点は、その処理中いつでも前記容器を識別することができ、例えばその内容物を決定することができるということである。例えば、プローブ分子製造業者から基板生産者の箇所への輸送に先立ち特定の容器を読み取ること、又は、後者の箇所で倉庫から実際の基板製造が発生する印刷場所へ移す際に容器を読み取ることが可能になる。本発明によるインクジェット装置のさらに好ましい別の実施形態は、符号化された読み取り専用チップを含む識別手段を有する容器を使用する。そのようなチップは、それ自体既知である、例えば銀行のカード又はＩＤカードに使用される外側にコンタクトを有するものである。
【００１０】
特に好ましい本発明によるインクジェット装置によると、前記容器上の識別手段には符号化されたＲＦ−ＩＤチップが含まれる。そのようなチップは、例えば窃盗防止システムにおける共振ラベルとしてそれ自体既知である。符号化されたＲＦ−ＩＤチップは、適したワイヤレスＲＦリーダによってかなりの距離を越えて読み取る又は調べることができる。これにより、例えば倉庫内の中央の位置から特定容器の存在を突き止めることが可能になる。そのようなリーダには一般的に送信アンテナが設けられ、無線周波を介してＲＦ−ＩＤチップと通信することができる。いかなる種類のエネルギー信号（ｅｎｅｒｇｅｔｉｃ  ｓｉｇｎａｌ）も送信アンテナからＲＦ−ＩＤチップに放出される。前記信号は、続いて前記チップによって「処理」され、その後、同様に前記リーダに組み込まれた受信アンテナを有する受信機まで、変更された形状で再び放出される。前記チップは、従って、送信アンテナによる照会を受け、容器自体が置かれている特定の状況に応じて受信機まで応答信号を放出する。放出周波数を受けることにより、そのようなチップを読み取ることができる範囲を、例えばより遠い距離まで広げる等、変更することができる。
【００１１】
上記の実施形態は、いつでも容易にいかなる容器も識別して、例えばその内容物及びその位置を決定することを可能にするインクジェット装置を提供する。特に好ましい実施形態において、当該インクジェット装置は、前記容器のうち少なくとも一部の位置を読み取り、これを直接印刷又は堆積プランに結びつける。この方法で、処理されることになる溶液の順を自動的に決定することができる。言い換えると、この実施形態によるインクジェット装置は、検知された前記容器の内容物に従い装置自体を設定する。
【００１２】
本発明によるインクジェット装置の別の好ましい実施形態において、前記識別手段は、電子的接触手段を有する及び／又は機械的連動手段を有するハードウェアキーを含む。この好ましい実施形態は、ハードウェアキーリーダを設けることによって、特定の容器を許可又は拒絶する可能性を提供するという追加の利点を有している。１つの好ましい実施形態において、前記ハードウェアキーの前記電子的接触手段は、前記ハードウェアキーリーダにより読み取り可能な特異的パターンの電子接点を含み、前記リーダは複数の対電極を含む。別の好ましい実施形態では、前記ハードウェアキーの前記機械的連動手段は、前記ハードウェアキーリーダにより読み取り可能な特異的な形状を有する隆起部（くぼみ）を複数含み、前記リーダは、前記隆起部を受けることができる（くぼみにより受けることができる）ように形作られた対応するくぼみ（隆起部）を複数含む。ハードウェアキーの形で識別手段を有する実施形態は、ハードウェアキー又はハードウェアキーリーダをインクジェット装置自体に設ける場合に特に好ましい。そのような実施形態において、容器には、従って、それぞれ対応するハードウェアキーリーダ又はハードウェアキーが設けられる。ハードウェアキーの使用は、印刷装置上への容器の実際の位置決めを、容器の識別及び起こり得る許可又は拒絶と組み合わせることができるという追加の利点を有している。さらに、そのようなハードウェアキーの使用により、例えば、容器の位置及び内容物に応じていくつかのハードウェアキーが使用される場合に、印刷装置における容器の正確な位置決めをチェックすることが可能になる。
【００１３】
別の好ましい実施形態において、当該インクジェット装置は、前記容器の取り付け手段が設けられた固定プレートを有するステージをさらに含む。前記取り付け手段は、例えば、容器のうち少なくとも一部を受けることができる穴等、特定の位置で容器を保持することができるいかなる構造のものであってもよい。特に好ましいインクジェット装置は印刷テーブル及び印刷ブリッジを含み、前記固定プレートを有するステージは前記印刷テーブルに相関して第１の方向に沿って移動可能であり、前記印刷ヘッドは、該印刷ヘッドが前記印刷ブリッジに相関して第２の方向に沿って移動可能であるように前記印刷ブリッジに取り付けられている可動式の印刷ヘッドホルダー上に取り付けられる。その結果、大きい物質又は個々の物質を１つのバッチとして印刷することができるため、印刷された製品の製造をかなり高い費用効果で行うことができるように、大きな領域に物質の小滴を印刷するか又は堆積させることが可能である。
【００１４】
さらに好ましい実施形態において、当該インクジェット装置は、前記読み取り手段が設けられた前記容器の取り付け手段を含む。ハードウェアキーリーダ等の読み取り手段を前記取り付け手段に設けることにより、前記印刷装置上への前記容器の位置決めは、前記容器を識別することと組み合わされる。前記容器に例えば（ほぼ家のドアキーのような）ハードウェアキーが設けられる場合、穴の形状の前記容器の取り付け手段は実際に鍵穴のように機能する。前記穴には、例えば、加圧又は回転の動き等、特定の動きを課すことにより前記容器を位置に固定する連動手段を設けることができる。正確な位置にある特定の容器のみに動きを加える可能性を提供することによって、特定の容器を許可又は拒絶する可能性が提供される。例えば、穴に過違った容器を与えるよう試みた場合、例えば回転させることができず、前記容器の上端部を印刷又は分配表面よりも上に残すため、前記容器を前記穴と連結させることはできず、その結果、印刷又は分配が阻止される。一方、正確に置かれた容器は、回転させてその対応する穴に押し入れることができ、従って、通常の印刷又は分配作業を可能にする。好ましくは、各取り付け位置又は穴には、バーコード又は符号化された読み取り専用（ＲＦ−ＩＤ）チップリーダの形で読み取り手段が設けられる。その方法で前記印刷又は分配装置は、正しい容器から物質を得ているかどうかチェックすることができる。これにより、印刷又は分配処理の信頼性がかなり改善される。
【００１５】
前記印刷ヘッドには前記読み取り手段が設けられると本発明によるインクジェット装置を特徴づけることは利点を有している。好ましくはＲＦ−読み取り手段の形である前記読み取り手段は、前記印刷ヘッドに取り付けられ、それによって、前記印刷ヘッドが直に容器の近くにある場合に対応するＲＦ−ＩＤチップのみが読み取られるように通信範囲が選択されることが好ましい。識別作業をさらに改善するために、隣接する容器が好ましくは読み取り可能でないように前記通信範囲は選択される。この特定の実施形態は、分配ユニットを充填するためにプリンタ（ソフトウェア）プログラムが前記印刷ヘッドを正しい位置に向けているかというチェックを行うといった追加の利点を有している。前記分配ユニットが充填のために正しい位置に向かっていない場合、誤ったＲＦ−ＩＤチップが読み取られ、印刷処理は停止することができ、さらに注意を与える。
【００１６】
本発明によるインクジェット装置の別の特に好ましい実施形態は、前記基板に識別を与える手段をさらに含む。典型的な印刷処理の間、多数の、例えば約１０〜１００種類の物質が、その数は実質的にさらに多い場合があるけれども、一般的に基板上に堆積される。前記容器上の前記識別手段のため、どの物質が特定の容器に存在するか正確に知られている。本実施形態において前記物質のうち少なくとも１つは、前記基板上、好ましくはその側面に印刷することができる蛍光液を含む。特に好ましいのは、異なる識別マーク、例えばバイナリコードであるが、好ましくは、バッチナンバーに割り当てられた一連のスポットを基板上に含む認識コード、及び、各基板で異なる別の一連のスポットを含む識別コードを用いて各バッチを印刷することである。
【００１７】
さらに好ましい実施形態では、各バッチの全特性が記憶されたデータベースが提供される。考え得る特性は、バッチナンバー、処理の日時、オペレータ名、温度等の一般的な処理パラメータである。印刷処理中、各物質の液滴が基板上に落ちる際の画像、並びに、印刷ヘッドの音響スペクトルが記録されることが好ましい。これらのデータは、将来の参考のためデータベースに記憶される。印刷処理は、従って、視覚データ又は聴覚データが所定のプロセスウィンド内にない場合に停止することができる。機能していないサンプルが後に、例えば品質管理中又は検知中に発見された場合、これらの発見をデータベースに記憶された結果に関係づけることができるか見直すことがこの時点で可能になる。
【００１８】
本発明によるインクジェット装置には、１つのノズルのみを有した１つの印刷ヘッドを設けることができるが、当該インクジェット装置は、単一ノズルの印刷ヘッドを複数、マルチノズルの印刷ヘッドを１つ、及び／又は、マルチノズルの印刷ヘッドを複数含むことが好ましい。その結果、単一の印刷ヘッドから複数の小滴を噴出することが可能である。これにより、印刷処理が加速される。
【００１９】
本発明によると、前記基板は、平らな基板、構造化された基板、又は多孔性の基板であることが好ましい。より好ましくは、前記基板は、ナイロン膜、ニトロセルロース、若しくはＰＶＤＦの基板、又は、被覆された多孔性基板である。基板は多孔性であることが好ましいため、スポット又は小滴は基板上に置かれるだけでなく、前記膜内にも浸透する。
【００２０】
本発明のさらなる実施形態において、前記基板は複数の基板領域を含み、各基板領域は、膜ホルダーにより保たれる分離された膜であることが好ましい。その結果、複数の分離された膜を、本発明のインクジェット装置の使用により製造することが可能である。
【００２１】
さらに好ましくは、前記基板は複数の基板位置を含み、該基板位置は、少なくとも、該基板位置のうち１つに配置された小滴の平均直径分互いから離れている。その結果、前記基板上の正確な位置で、物質の異なる小滴を正確且つ別々に配置することが可能である。複数の小滴を１つの及び同じ基板位置上に配置することも、可能であり、且つ、有利である。
【００２２】
生理活性分子を含んだ物質は、溶液に溶解されるのが好ましい。この溶液は、一般的に、水又は異なる種類のアルコールのように液体であり、例えば、表面張力、粘度、又は沸点を調節して、印刷特徴、スポット形成、バイオ流体の有効期間等を最適化するために、少量の添加物を含むこともできる。
【００２３】
本発明は、インクジェット装置を用いて容器から基板上に複数の物質を放出することによりバイオアッセイ用基板を製造する方法も含み、それによって前記容器のうち少なくとも一部に識別手段が設けられ、それによって前記識別手段に含まれる情報が読み取り手段により読み取られる。すでにより詳しく記述されたように、当該方法は、バーコードを含む識別手段を使用することが好ましく、それによって前記情報はバーコードリーダにより読み取られる。当該方法における他の好ましい実施形態は、符号化された読み取り専用チップを含む識別手段を使用し、それによって前記情報はチップカードリーダにより読み取られ、好ましくはＲＦ−ＩＤチップを使用し、それによって前記情報はワイヤレスＲＦリーダにより読み取られる。
【００２４】
本発明の方法を採用することにより、その異なる処理ステップ中、本質的には継続して特定の容器を追跡することが可能になる。従って、特定の容器が、正しい内容物を有しているか、さらに、処理中正しい位置に置かれているか確認することが可能になる。範囲外にある、欠陥がある、又は、誤認された場合、前記印刷処理を停止し、特定の容器をその処理から取り除くことができる。本発明は、このように、印刷処理におけるより高度な精度及び信頼性を提供することができ、何か不調が生じた後に見直し可能なデータをさらに提供することができる。
【００２５】
特に好ましい方法は、前記容器上に設けられた電子的接触手段を有するハードウェアキーにより前記容器を識別し、それによって前記情報はハードウェアキーリーダにより読み取られ、前記リーダは複数の対電極を含む。本発明の別の好ましい変形は、機械的連動手段を有するハードウェアキーを使用し、それによって前記情報はハードウェアキーリーダにより読み取られ、前記リーダは対応する機械的連動手段を含む。
【００２６】
前記容器上に設けられた識別手段に含まれる情報を読み取るための読み取り手段は、独立型の読み取り装置であり得るけれども、特に好ましい方法は、前記インクジェット装置に設けられた読み取り手段により情報を読み取る。特に好ましい方法は、固定プレートを有するステージ上に設けられた穴等の前記容器の取り付け手段に前記容器を挿入することによって、前記インクジェット装置上に前記容器を取り付けるステップを含む。この方法では、前記取り付け手段上に設けられた読み取り手段により前記情報を読み取ることが好ましい。当該方法におけるこの実施形態は、それ自体で容器及びその内容物の識別を可能にするだけでなく、特定の容器が実際に正しい位置にあるかどうかを決定することも可能にする。この方法で、印刷処理の信頼性及び精度がさらに改善される。
【００２７】
別の好ましい方法は、前記識別手段により前記容器上へと提供される前記情報を、前記印刷ヘッド上に設けられた読み取り手段を使用することによって読み取る。当該方法におけるこの実施形態は、前記印刷ヘッドが、例えばディスペンサを充填するために、実際に正しい位置に移動しているかどうかの確認を可能にする。
【００２８】
本発明は、本発明によるインクジェット装置の使用も含み、前記物質は、生化学反応体、核酸、オリゴヌクレオチド、ポリペプチド、蛋白質、細胞、及び／又は、ＲＮＡ／ＰＮＡ／ＬＮＡの一部を含む。そのような目的のために本発明のインクジェット装置を使用することにより、エラーすることなく、物質が印刷される基板上に特定数の物質を非常に正確に印刷することが可能である。
【００２９】
本発明は、生物学的分析のために複数の物質を含んだアッセイ用基板にも関し、該基板は、本発明のインクジェット装置及び方法により得ることができる。
【００３０】
本発明の前記及び他の特徴、特色、並びに利点は、本発明の原理を例により示している付随の図面と共に、以下の詳細な説明から明らかになる。該説明は、本発明の範囲を限定することなく、例のためだけに与えられている。以下に引用されている参考図は、付随の図面を参照している。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明のインクジェット装置における実施形態の上面図を概略的に示している。
【図２】基板領域及び膜ホルダーの断面図を概略的に示している。
【図３】ノズル及び読み取り手段を有する印刷ヘッドを概略的に示している。
【図４】本発明のインクジェット装置における別の実施形態の上面図を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
本発明は、特定の実施形態に関して、及び、特定の図面を参考にして記述されるが、本発明はそれに限定されず、特許請求の範囲によってのみ限定される。記述されている図面は、概略的なだけであり、無制限的である。図面においては、要素のうちいくつかのサイズが過大視され、例証目的のために尺度で描かれていない場合がある。
【００３３】
単数名詞を言及する際に不定冠詞又は定冠詞が使用されている場合は、何か他に明確に述べられていない限りその名詞の複数形を含む。
【００３４】
さらに、本明細書及び特許請求の範囲における第１、第２、第３等の用語は、類似の要素を区別するために使用され、必ずしも順番又は時系列順を記述するために使用されているのではない。そのように使用されている用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書において記述されている本発明の実施形態は、本明細書に記述又は例示された順序以外の順序で操作することができることを理解されたい。
【００３５】
さらに、本明細書及び特許請求の範囲における上、下等の用語は、説明目的のために使用され、必ずしも相対的な位置を記述するために使用されているのではない。そのように使用されている用語は、適切な状況下で交換可能であり、本明細書において記述されている本発明の実施形態は、本明細書に記述又は例示された定位以外の定位で操作することができることを理解されたい。
【００３６】
本明細書及び特許請求の範囲において使用されている「含む」という用語は、その後に記載されている手段に限定されるとして解釈されるべきではなく、他の要素又はステップを除外しないことに注目されたい。従って、「手段Ａ及びＢを含む装置」という表現の範囲は、Ａ及びＢという要素のみからなる装置に限定されるべきではない。本発明に関しては、該表現は、前記装置の要素のうち本発明に関連する要素はＡ及びＢであるという意味である。
【００３７】
図１において、本発明によるインクジェット装置１０の概略的な上面図が示されている。印刷テーブル５０の上に、固定プレート５５が、固定プレート５５のＸ方向における移動が可能になるようリニアステージ上に取り付けられている。この固定プレート５５には、多数の、基板又は膜４１を有する基板ホルダー４４が配置されている。基板ホルダー４４はいかなる形状も有することができるが、基本的にはただの環４４である。丸い膜４１は、この環の上に接着されている。従って、印刷後、スポットされた膜４１と共に環４４は最終製品である。印刷ブリッジ５１は、印刷テーブル５０に相関して堅く取り付けられている。印刷ブリッジ５１は、可動式の印刷ヘッドホルダー５１’を支えている。固定プレート５５を有するステージは、第１の方向であるＸ方向に沿って移動可能である。印刷ヘッド２０は、第２の方向であるＹ方向に沿って印刷ブリッジ５１に相関して移動可能であるように、可動式の印刷ヘッドホルダー５１’に取り付けられている。その結果、印刷ヘッド２０は、印刷テーブル５０の特定の領域上に配置することができ、印刷ヘッド２０内、又は、該印刷ヘッド２０の到達距離内にある容器６０（図４を参照）内に蓄えられている物質の小滴を放出することができる。膜４１は、記録プレート（ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  ｐｌａｔｅ）５５とも呼ばれる固定プレート５５内に、好ましくはＸ方向に一定の距離及びＹ方向に一定の距離で取り付けられている。Ｘ方向における距離は、Ｙ方向における距離とは異なる場合もある。
【００３８】
基板４１は、感染症の検知に使用される生理活性の膜から作製することができる。そのような疾患の診断には、印刷処理における非常に高い信頼性が要求される。蛍光パターンの読み取りは、疾患を直接、特異的捕獲プローブの位置に結びつける。従って、複数の異なる物質の中から正しい物質を印刷することに対して、非常に信頼できるプロセスを有することが絶対的に必要である。
【００３９】
図２では、個々の基板又は膜ホルダー４４及び固定プレート５５の一部における断面図の概略的描写が示されている。基板ホルダー４４は、１つの膜４１を保有している。リニアステージ上に堅く取り付けられ、花崗岩テーブル（印刷テーブル）５０に相関してＸ方向における直線的な移動を可能にしている固定プレート５５上に、それぞれ個々の基板ホルダー４４は位置している。各基板４１上には、（図２の参照符号２２により概略的に示されている）個々の点を互いからある距離で配置することができるように、複数の基板位置４２が提供されている。１つの点は、印刷ヘッドにより分配された１つの小滴から形成することができるか、又は、同じ物質による複数の小滴から蓄積される。その結果、基板位置４２のそれぞれに、異なる種類の物質を分配又は配置することが可能である。
【００４０】
図４には、固定又は記録プレート５５の詳細が示されている。印刷されることになる基板４１がプレート５５上へと取り付けられている。さらに、異なる捕獲又はプローブ分子溶液を有する容器６０が、穴の形（詳しく示されていない）の適した取り付け手段を介して固定プレート５５上に取り付けられている。追加の、洗浄液を有する容器６１及び廃棄用容器６２も、図に示されているようにプレート５５上に取り付けることができる。本発明の方法の実施形態によると、捕獲分子は、捕獲分子の製造業者の箇所で、又は、溶液が印刷される箇所で、物質２３を生成するために適した溶媒に溶解され、小さな容器６０に加えられ、バーコード、符号化された読み取り専用（ＲＦ−ＩＤ）チップ、及び／又はハードウェアキーの形の識別手段６３で直ちにマークされる。特定の液２３に対して、該液２３で充填されることになる容器６０のセットは、電子接点、又は、例えば家のドアキーのような機械的構造を有したハードウェアキーを有するか、又は、小さなＲＦアンテナの形でワイヤレスの読み取り手段を有する。
【００４１】
印刷処理が開始される前に、容器６０が記録プレート５５上に置かれる。本発明の一実施形態によると、印刷又は分配装置１０には、バーコード６３でマークされた特定の容器６０の内容物２３を検知するために、バーコードリーダ２５が設けられる（リーダが印刷ヘッド２０上に置かれる実施形態に対して、例えば図３を参照）。符号化された読み取り専用チップ６３が設けられた容器６０に対して、プリンタ又はディスペンサ１０には代わりに読み取り装置が設けられ、（電子接点を介して、又は、無線周波数ＲＦを介して）チップ６３の内容を読み取り、その方法で容器６０の内容物のコードを読み取る。当然ながら、所望であれば、例えば容器６１及び６２等、存在する他の容器の内容物を決定するために識別手段及び対応する読み取り手段を設けることも可能である。電子接点を有するハードウェアキーが容器６０に設けられる場合、記録プレート５５内の穴は特異的組合せの接点を検知することができ、その方法で容器６０の内容物のコードを検知することができる。本発明の別の実施形態において、容器６０には、ほぼ家のドアキーのようなハードウェアキーが設けられる。容器６０のための穴は、従って、ほぼ鍵穴のように機能する。ハードウェアキーリーダにより読み取り可能な特異的な形を有する隆起部を複数含んだ機械的連動手段を前記穴に提供することが特に好ましく、前記リーダは、例えば前記穴の側壁に配置され、前記隆起部を受けることができるように形作られた複数の対応するくぼみを含む。従って、特定の容器は、正しい穴、すなわち、容器に存在する特異的な隆起部のセットに対して正しい組合せのくぼみを有した穴のみを利用することができる。そのような穴に進入した後、容器を、次に、例えば正しい位置においてのみ回転が可能な角回転（ａｎｇｕｌａｒ  ｔｕｒｎ）によってその場所に固定することができる。回転の後、容器６０の位置づけは印刷又は分配表面の下に達することができる。他の場合において、容器の上端部が印刷又は分配するのには高すぎるため、印刷又は分配は可能でない。すでに言及したように、例えば各穴等、適した量の穴にバーコード又は符号化された読み取り専用（ＲＦ−ＩＤ）チップを提供することにより、プリンタ又はディスペンサ１０は、正しい容器６０から液２３を得ているかどうかチェックすることができる。
【００４２】
本発明の別の実施形態において、読み取り手段、好ましくはＲＦは、印刷ヘッド２０に取り付けられる。図３では、ノズル２１及び読み取り手段２５を有する印刷ヘッド２０が概略的に示されている。印刷ヘッド２０は、トランスデューサ２４も含む。トランスデューサ２４は、圧電トランスデューサ２４であることが好ましい。一般に、印刷ヘッド２０の内部に機械的な波（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｗａｖｅ）を与えることができる電気−機械トランスデューサ２４は、トランスデューサ２４として使用することができる。トランスデューサ２４は、制御装置（図示せず）によりもたらされる起動パルス（図示せず）によって発動させることができる。印刷ヘッド２０にはさらなる導管又は絞り弁２８が与えられる。そのような絞り弁は、低い粘度の液を処理する場合に十分な減衰を得るために使用されるのが好ましい。真空ポンプ（図示せず）により容器６０から直接ノズルを介して吸引することによって、又は、或いは絞り弁を容器６０に接続する導管を介して充填することによって、印刷ヘッドを容器６０由来の物質２３で充填する方法が一般的に２つある。ノズル内のメニスカスでの適切な作用を確実にするために、数ｃｍの水柱の圧力（ｕｎｄｅｒ−ｐｒｅｓｓｕｒｅ）が通常適用される。本発明によると、容器６０に、及び／又は、例えばプレート５５内の穴の形等の適した取り付け手段に設けられた識別手段６３と読み取り手段２５は通信することができる。物質２３を印刷するために、トランスデューサ２４は、小滴２２が印刷ヘッド２０のノズル２１から噴出されるように起動パルスによって発動される。前記リーダの通信範囲は、好ましくは、容器６０及び／又は穴に存在するＲＦ−ＩＤチップが、印刷ヘッドが前記容器及び／又は穴に非常に近い場合にのみ読み取られるようあるべきである（好ましくは隣接する容器は読み取り可能であるべきではない）。この実施形態は、例えば印刷ヘッド２０の分配ユニット２３を充填するために、プリンタプログラム（ソフトウェア）が印刷ヘッド２０を正しい容器６０の位置に向けているかどうかということに関する追加のチェックを提供するという利点を有している。分配ユニット２３が充填のために正しい位置に向けられていない場合、誤ったＲＦ−ＩＤチップが読み取られ、間違った読み取りメッセージが作成される。その後、印刷処理を中断することができ、注意を与えることができる。しかし、好ましい実施形態によると、印刷の実行を開始する前に１つの実行においてビンを全て走査し、その後自動的に印刷プランを組み立てるか、又は、間違った容器が使用されている場合に注意を与えることも有用である。この方法で実際に、ビン全てが、印刷ヘッドの内部を液で充填する前に走査される。
【００４３】
本発明による方法を実行する場合、可能な限り捕獲又はプローブ分子が作製及び溶解される瞬間に容器の符号化を行うことが特に好ましい。この方法で、正しい液２３が記録プレート５５上の既知の位置に配置されることが正確に知られる。
【００４４】
使い捨ての印刷ヘッド及び容器が使用される場合、一般的にそれらを１回だけ使用し、使用後に処分することができる。高価な印刷又は分配装置及び容器が使用される場合、前記装置又は容器は一般的に使用後に洗浄され、再充填及び再符号化のために捕獲分子製造業者に送り戻される。再符号化は、ハードウェアキーシステムに対しては可能ではない。当該方法におけるこの変形では、正しい液が正しい装置に使用されることを確実にするために、再充填された容器に対して同じキーコードが使用されなければならない。最終的な洗浄ステップは、一般的に、可能な限り充填する直前に行われ、印刷処理が生じる箇所で優先的に行うことができる。
【００４５】
別の好ましい方法は、印刷処理が生じる箇所での１つの及び同じ部門での捕獲（プローブ）分子の取り扱いを行うステップを含む。全ての異なる方法のステップを、例えば病院の研究室等の１つの特定の箇所に結合させることがさらに好ましい。この研究室は、従って、種々の捕獲（プローブ）物質を取り扱い、膜及び／又は基板上に物質を印刷又は分配する処理を実行し、さらに、臨床試験を行う。
【００４６】
印刷処理、特に容器及びその内容物の識別を継続してモニターすることにより、基板を正確且つ確実に製造して、可能な限りミスプリントの発生を最小限にするか、又は、回避することさえできる。複数の異なる物質が絶えず一連の基板に印刷される場合、当該装置及び方法は、バイオアッセイ用基板の全製造処理のコースに関する情報を生じる。１又は複数の容器が間違って充填される及び／若しくは配置される、並びに／又は、その識別の読み取りがある種の問題を引き起こす場合、即座の措置を取ることができる。例えば、印刷処理を停止して間違った容器を取り除くことができるか、又は、印刷装置に容器を完全に取り付けることさえも不可能な場合があり、それは例えばハードウェアキーを含んだ実施形態の場合である。本発明による方法及びインクジェット装置の使用により基板のミスプリントは阻止され、従って、印刷処理中に間違って印刷された基板をマークし、それらを全印刷処理の準備が完了した後にバッチから取り除くという以前の方法の必要性は除去される。印刷処理を停止し、容器が正しい位置に入るまで入れ替えることも可能である。言うまでもなく、いくつか他の可能な改善策を当業者によって考察することができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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