(57)【要約】繊維を３次元配列するための繊維配列用装置であって、繊維を巻き取る繊維巻取手段と、前記繊維巻取手段に対して前記繊維を供給する繊維供給手段とを具備し、前記繊維供給手段は、前記繊維巻取手段に対して相対移動しながら繊維を供給する可動ガイドを備え、前記繊維巻取手段は、軸を中心として回転しながら周上に繊維を巻き取る繊維巻取用ボビンと、該繊維巻取用ボビンの周上の複数の所定位置にそれぞれ複数積層され、各外面上に前記繊維が配列される繊維配列用平板とを有している、繊維配列用装置が提供される。また、繊維配列用治具が提供される。繊維を非常に効率的に、高密度、かつ、高精度に３次元配列することを可能とする。
2004101414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
繊維を３次元配列するための繊維配列用装置であって、
繊維を巻き取る繊維巻取手段と、
前記繊維巻取手段に対して前記繊維を供給する繊維供給手段とを具備し、
前記繊維供給手段は、前記繊維巻取手段に対して相対移動しながら繊維を供給する可動ガイドを備え、
前記繊維巻取手段は、回転しながら周上に繊維を巻き取る繊維巻取用ボビンと、該繊維巻取用ボビンの周上の複数の所定位置にそれぞれ複数積層され、各外面上に前記繊維が配列される繊維配列用平板とを有していることを特徴とする繊維配列用装置。
【請求項２】
前記繊維配列用平板は、その外面に、繊維が１本ずつ配列されるための複数の凹条が互いに略平行に形成されているとともに、前記凹条が前記繊維巻取用ボビンの回転軸に対して垂直となるように前記周上に積層されることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の繊維配列用装置。
【請求項３】
前記複数の所定位置における各積層物のうち、少なくとも１つの積層物を構成する前記繊維配列用平板の外面上に配列される繊維の配列ピッチが、他の積層物を構成する前記繊維配列用平板の外面上に配列される繊維の配列ピッチとは異なるようにされていることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載の繊維配列用装置。
【請求項４】
前記繊維配列用平板には少なくとも２つの位置決め用貫通穴が形成され、前記繊維巻取用ボビンの周上には前記各位置決め用貫通穴に挿通する支柱が設けられていることを特徴とする請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに記載の繊維配列用装置。
【請求項５】
請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の繊維配列用装置を用いて、繊維を３次元配列する繊維配列方法であって、
前記複数の所定位置に、それぞれ１枚の繊維配列用平板を配置する第１工程と、
前記繊維巻取用ボビンを所定回数だけ回転させるとともに、前記可動ガイドを動かしながら繊維を供給して、配置された前記繊維配列用平板上に前記繊維を配列していく第２工程と、
繊維が配列された前記各繊維配列用平板上に、他の繊維配列用平板をそれぞれ積層する第３工程とを有し、
前記第２工程と第３工程とを、複数回繰り返すことを特徴とする繊維配列方法。
【請求項６】
請求の範囲第５項に記載の繊維配列方法で３次元配列された前記繊維を固定することを特徴とする繊維配列体の製造方法。
【請求項７】
前記繊維間に硬化性樹脂を充填、硬化させ、固定することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の繊維配列体の製造方法。
【請求項８】
前記繊維には、生体関連物質があらかじめ固定化されていることを特徴とする請求の範囲第６項または第７項に記載の繊維配列体の製造方法。
【請求項９】
固定された前記繊維に生体関連物質を固定化することを特徴とする請求の範囲第６項または第７項に記載の繊維配列体の製造方法。
【請求項１０】
請求の範囲第８項または第９項に記載された方法で製造された繊維配列体を、繊維と交差する方向にスライスして、薄片化することを特徴とする生体関連物質固定化マイクロアレイの製造方法。
【請求項１１】
繊維巻取用ボビンと、その周上の複数の所定位置にそれぞれ２枚以上積層された繊維配列用平板からなる積層物とを有する繊維巻取手段と、
各繊維配列用平板の外面上に配列、巻回された繊維とを有することを特徴とする繊維巻回物。
【請求項１２】
前記複数の所定位置の各積層物のうち、少なくとも１つの積層物を構成する前記繊維配列用平板の外面上に配列された繊維の配列ピッチが、他の積層物を構成する前記繊維配列用平板の外面上に配列された繊維の配列ピッチとは異なることを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の繊維巻回物。
【請求項１３】
複数本の繊維を３次元配列するための繊維配列用治具であって、
繊維が１本ずつ配列される複数の凹条が、互いに略平行に一方の面上に形成された複数枚の繊維配列用平板と、これら繊維配列用平板を所定の位置に配置するための位置決め用部材とを有し、
前記位置決め用部材により、前記繊維配列用平板のうち少なくとも２枚は、繊維配列用平板に形成された凹条が互いに同一線上となるように間隔をあけて配置されるとともに、他の繊維配列用平板が、これら繊維配列用平板上に各１枚以上積層されることを特徴とする繊維配列用治具。
【請求項１４】
前記各繊維配列用平板には、少なくとも２つの位置決め用貫通穴が形成され、前記位置決め用部材は、前記各位置決め用貫通穴に挿通されることにより各繊維配列用平板を所定の位置に配置する支柱を備えていることを特徴とする請求の範囲第１３項に記載の繊維配列用治具。
【請求項１５】
請求の範囲第１３項または第１４項に記載の繊維配列用治具を用いて、複数本の繊維を３次元配列する繊維配列工程と、前記３次元配列された繊維を固定する繊維固定工程とを有することを特徴とする繊維配列体の製造方法。
【請求項１６】
前記繊維配列工程は、前記位置決め用部材により、前記繊維配列用平板のうち少なくとも２枚を、各繊維配列用平板に形成された凹条が互いに同一線上となるように間隔をあけて配置する第１工程と、前記同一線上に位置する凹条に跨るように繊維を１本ずつ配列する第２工程と、
前記位置決め用部材により、他の繊維配列用平板を少なくとも２枚の前記繊維配列用平板上にそれぞれ積層する第３工程と、
配列された前記繊維に張力を付与する第４工程とを有し、
前記第２工程ないし第４工程の各工程を、複数回繰り返すことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の繊維配列体の製造方法。
【請求項１７】
前記繊維配列工程は、前記位置決め用部材により、前記繊維配列用平板のうちの少なくとも１枚を所定の位置に配置する第１工程と、前記繊維配列平板のうちの他の１枚の凹条に、所定長さに切断された繊維の一端側を１本ずつ配列、接合して、繊維接合済み繊維配列用平板を製造する第２工程と、前記配列、接合された前記繊維の他端側を、所定の位置に配置された前記繊維配列用平板の凹条に１本ずつ配列する第３工程と、前記位置決め用部材により、所定の位置に配置された前記繊維配列用平板上に、他の繊維配列用平板を積層する第４工程と、前記位置決め用部材により、前記繊維接合済みの繊維配列用平板を、該繊維配列用平板に形成された凹条が、所定の位置に配置された前記繊維配列用平板の凹条と互いに同一線上となるように間隔をあけて配置する第５工程と、配列された前記繊維に張力を付与する第６工程とを有し、前記第２工程ないし第６工程の各工程を、複数回繰り返すことを特徴とする請求の範囲第１５項に記載の繊維配列体の製造方法。
【請求項１８】
前記第２工程は、軸を中心として回転する繊維巻き取りドラムのドラム面に前記繊維配列用平板を取り付けて回転させるとともに、前記繊維巻き取りドラムに繊維を連続的に供給して、前記繊維配列用平板に形成された複数の凹条に順次繊維を配列した後、配列された繊維を前記繊維配列用平板の外方で切開する工程を含むことを特徴とする請求の範囲第１７項に記載の繊維配列体の製造方法。
【請求項１９】
前記繊維固定工程は、３次元配列された前記繊維間に硬化性樹脂を充填、硬化させることを特徴とする請求の範囲第１５項ないし第１８項のいずれかに記載の繊維配列体の製造方法。
【請求項２０】
前記繊維には、生体関連物質があらかじめ固定化されていることを特徴とする請求の範囲第１５項ないし第１９項のいずれかに記載の繊維配列体の製造方法。
【請求項２１】
前記繊維固定工程後に、前記繊維に生体関連物質を固定化することを特徴とする請求の範囲第１５項ないし第１９項のいずれかに記載の繊維配列体の製造方法。
【請求項２２】
請求の範囲第２０項または第２１項に記載された方法で製造された繊維配列体を、繊維と交差する方向にスライスして、薄片化することを特徴とする生体関連物質固定化マイクロアレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、複数本の繊維を３次元配列するための繊維配列用装置、これを用いた繊維配列方法、この方法で繊維を配列して得られた繊維巻回物および繊維配列体に関する。また、本発明は、複数本の繊維を３次元配列するための治具、およびこれを用いた繊維配列体の製造方法に関する。さらには上記繊維配列体から、特定の生体関連物質の検査、検出などに使用される生体関連物質固定化マイクロアレイを製造する方法に関する。
【背景技術】  多数遺伝子の一括発現解析を行う方法として、ＤＮＡマイクロアレイ法（またはＤＮＡチップ法という。）と呼ばれる分析法がある。
この方法は、マイクロアレイまたはチップと呼ばれる平面基板片上に、多数のＤＮＡ断片が高密度に整列しつつ固定化されたもの（以下、ＤＮＡマイクロアレイという。）を用い、個々の固定化されたＤＮＡ断片において、核酸−核酸間ハイブリダイゼーション反応に基づく核酸検出及び定量化を行う方法である。
この方法により、反応試料は微量ですみ、且つ多種の反応試料を再現性よく迅速・系統的に分析、定量を可能とする。
ＤＮＡマイクロアレイ法の具体的方法としては、例えば、研究対象である細胞の発現遺伝子などを蛍光色素などで標識したものをサンプルとし、このサンプルをＤＮＡマイクロアレイ上でハイブリダイゼーションさせることにより互いに相補的な核酸（ＤＮＡあるいはＲＮＡ）同士を結合させる。次いでその結合箇所を適当な蛍光検出器で読みとる方法などが挙げられる。
このような方法によれば、サンプル中のそれぞれの遺伝子量を迅速に測定できる。
核酸などの生体関連物質をマイクロアレイ上に固定化するための技術としては、例えば特開２００１−２３９５９４号公報に記載されているように、生体関連物質の固定化担体として繊維を用いる方法がある。
この方法では、固定化担体である繊維が複数本整然と３次元に配列された繊維配列体をまず作製し、この繊維配列体をスライスして薄片化することにより、繊維が二次元に高密度で配列した薄片状のマイクロアレイを得ている。そして、ここでは、複数本の繊維が整然と配列された繊維配列体を製造するために、目的の配列パターンと同一パターンの孔を有する複数個の治具同士を使用している。
具体的には、まず、これらの治具を、孔位置を揃えて相接するように配置しておき、それらの治具の同一位置関係にある孔に、生体関連物質の固定化担体である繊維をそれぞれ貫通させる。ついで、治具同士の間隔を拡げ、治具同士の間において３次元に配列した各繊維に張力を付与して整列させてから、これらの繊維間に硬化性の樹脂を充填し、硬化することにより繊維を固定する。
そして、このようにして樹脂で固定されたもの、すなわち繊維配列体を、繊維の長さ方向に対して略垂直にスライスすることにより、生体関連物質固定マイクロアレイが得られる。なお、ここで繊維には、あらかじめ生体関連物質を固定しておいてもよい。また複数の繊維を整列し、それら繊維を樹脂等で固定した後、各繊維に対して生体関連物質を固定してもよい。
このような方法によれば、同一の配列の生体関連物質固定化マイクロアレイを一度に多数枚製造することができる。
一方、このような生体関連物質固定化マイクロアレイは、単位面積当たりの繊維数が多いこと、すなわち、単位面積当たりの固定された生体関連物質の種類が多いことが求められている。繊維の本数を多くするためには、繊維と繊維との配列間隔（配列ピッチ）を小さくする必要がある。さらに繊維外径を細くし、かつ、繊維を挿入する治具の孔径も小さくすることが要求される。
しかしながら、特許文献１に開示されている方法においては、上述したように、多数の孔が形成された複数個の治具を使用し、各孔に１本ずつ繊維を挿入して貫通させる必要がある。よって配列ピッチ、孔径、繊維外径を小さくすると次のような問題が発生した。
すなわち、孔に挿入する繊維を孔まで導く過程、挿入する過程などには、通常、微細なピンセットやノズルを利用して繊維を移動させるが、その際に、既に挿入されている隣接した孔における繊維が、ピンセットやノズルの動きの邪魔になる傾向があった。このような傾向は、特に配列ピッチ、孔径、繊維外径を小さくした場合に顕著となる。また、繊維外径を細くすると、繊維の剛性が低下して、孔への挿入が一層困難になるという問題もあった。
以上のように、繊維を、生体関連物質を固定する担体として使用した繊維配列体を製造する従来のプロセスにおいては、繊維を高密度で効率よく配列することが難しく、特に工業的な大量生産を考慮した場合にはこのような非効率性は大きな問題であった。
本発明者らは、上記事情に鑑みて鋭意検討を重ねた結果、生体関連物質を固定する担体として繊維を使用した繊維配列体などを製造する際に、特定の繊維配列用装置や治具を使用することによって、非常に効率的に、高密度、かつ、高精度に配列された繊維配列体を製造可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。したがって、本発明は、非常に効率的に、高密度、かつ、高精度に繊維配列体などを製造することが可能な繊維配列用装置や繊維配列用治具を提供することを目的とする。
【発明の開示】
上記課題を解決するために、本発明の繊維配列用装置は、繊維を３次元配列するための繊維配列用装置であって、繊維を巻き取る繊維巻取手段と、前記繊維巻取手段に対して前記繊維を供給する繊維供給手段とを具備し、前記繊維供給手段は、前記繊維巻取手段に対して相対移動しながら繊維を供給する可動ガイドを備え、前記繊維巻取手段は、回転しながら周上に繊維を巻き取る繊維巻取用ボビンと、該繊維巻取用ボビンの周上の複数の所定位置にそれぞれ複数積層され、各外面上に前記繊維が配列される繊維配列用平板とを有していることを特徴とする。
前記繊維配列用平板は、その外面に、繊維が１本ずつ配列されるための複数の凹条が互いに略平行に形成されているとともに、前記凹条が前記繊維巻取用ボビンの軸に対して垂直となるように前記周上に積層されることが好ましい。
前記複数の所定位置における各積層物のうち、少なくとも１つの積層物を構成する前記繊維配列用平板の外面上に配列される繊維の配列ピッチが、他の積層物を構成する前記繊維配列用平板の外面上に配列される繊維の配列ピッチとは異なるようにされていてもよい。
また、前記繊維配列用平板には少なくとも２つの位置決め用貫通穴が形成され、前記周上には前記各位置決め用貫通穴に挿通する支柱が設けられていることが好ましい。
本発明の繊維配列方法は、前記繊維配列用装置を用いて、繊維を３次元配列する繊維配列方法であって、前記複数の所定位置に、それぞれ１枚の繊維配列用平板を配置する第１工程と、前記繊維巻取用ボビンを所定回数だけ回転させるとともに、前記可動ガイドを動かしながら繊維を供給して、配置された前記繊維配列用平板上に前記繊維を配列していく第２工程と、繊維が配列された前記各繊維配列用平板上に、他の繊維配列用平板をそれぞれ積層する第３工程とを有し、前記第２工程と第３工程とを、複数回繰り返すことを特徴とする。
前記繊維は、合成繊維、半合成繊維、再生繊維、無機繊維、天然繊維からなる群から選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。
本発明の繊維配列体の製造方法は、前記繊維配列方法で３次元配列された前記繊維を固定することを特徴とする。その際、前記繊維間に硬化性樹脂を充填、硬化させ、固定することが好ましい。
前記繊維には、生体関連物質があらかじめ固定化されていてもよいし、固定された前記繊維に生体関連物質を固定化してもよい。
本発明の生体関連物質固定化マイクロアレイの製造方法は、前記繊維配列体を、繊維と交差する方向にスライスして、薄片化することを特徴とする。
本発明の繊維巻回物は、繊維巻取用ボビンと、その周上の複数の所定位置にそれぞれ２枚以上積層された繊維配列用平板からなる積層物とを有する繊維巻取手段と、各繊維配列用平板の外面上に配列、巻回された繊維とを有することを特徴とする。
前記複数の所定位置の各積層物のうち、少なくとも１つの積層物を構成する前記繊維配列用平板の外面上に配列された繊維の配列ピッチが、他の積層物を構成する前記繊維配列用平板の外面上に配列された繊維の配列ピッチとは異なっていてもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の繊維配列用治具は、複数本の繊維を３次元配列するための繊維配列用治具であって、繊維が１本ずつ配列される複数の凹条が、互いに略平行に一方の面上に形成された複数枚の繊維配列用平板と、これら繊維配列用平板を所定の位置に配置するための位置決め用部材とを有し、前記位置決め用部材により、前記繊維配列用平板のうち少なくとも２枚は、繊維配列用平板に形成された凹条が互いに同一線上となるように間隔をあけて配置されるとともに、他の繊維配列用平板が、これら繊維配列用平板上に各１枚以上積層されることを特徴とし、繊維を容易かつ正確に配列することができる。
前記各繊維配列用平板には、少なくとも２つの位置決め用貫通穴が形成され、前記位置決め用部材は、前記各位置決め用貫通穴に挿通されることにより各繊維配列用平板を所定の位置に配置する支柱を備えていることが好ましい。
本発明の繊維配列体の製造方法は、前記繊維配列用治具を用いて、複数本の繊維を３次元配列する繊維配列工程と、前記３次元配列された繊維を固定する繊維固定工程とを有することを特徴とする。
前記繊維配列工程の第１の形態としては、前記位置決め用部材により、前記繊維配列用平板のうち少なくとも２枚を、各繊維配列用平板に形成された凹条が互いに同一線上となるように間隔をあけて配置する第１工程と、前記同一線上に位置する凹条に跨るように繊維を１本ずつ配列する第２工程と、前記位置決め用部材により、他の繊維配列用平板を少なくとも２枚の前記繊維配列用平板上にそれぞれ積層する第３工程と、配列された前記繊維に張力を付与する第４工程とを有し、前記第２工程ないし第４工程の各工程を、複数回繰り返す方法が挙げられる。
前記繊維配列工程の第２の形態としては、前記位置決め用部材により、前記繊維配列用平板のうちの少なくとも１枚を所定の位置に配置する第１工程と、前記繊維配列平板のうちの他の１枚の凹条に、所定長さに切断された繊維の一端側を１本ずつ配列、接合して、繊維接合済み繊維配列用平板を製造する第２工程と、前記配列、接合された前記繊維の他端側を、所定の位置に配置された前記繊維配列用平板の凹条に１本ずつ配列する第３工程と、前記位置決め用部材により、所定の位置に配置された前記繊維配列用平板上に、他の繊維配列用平板を積層する第４工程と、前記位置決め用部材により、前記繊維接合済みの繊維配列用平板を、該繊維配列用平板に形成された凹条が、所定の位置に配置された前記繊維配列用平板の凹条と互いに同一線上となるように間隔をあけて配置する第５工程と、配列された前記繊維に張力を付与する第６工程とを有し、前記第２工程ないし第６工程の各工程を、複数回繰り返す方法が挙げられる。
また、前記第２の形態の前記第２工程は、軸を中心として回転する繊維巻き取りドラムのドラム面に前記繊維配列用平板を取り付けて回転させるとともに、前記繊維巻き取りドラムに繊維を連続的に供給して、前記繊維配列用平板に形成された複数の凹条に順次繊維を配列した後、配列された繊維を前記繊維配列用平板の外方で切開する工程を含むことが好ましい。
前記繊維としては、合成繊維、半合成繊維、再生繊維、無機繊維、天然繊維などが挙げられ、これらからなる群から選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。
前記繊維固定工程は、３次元配列された前記繊維間に硬化性樹脂を充填、硬化させる方法が好ましい。
また、前記繊維には、生体関連物質があらかじめ固定化されているか、または前記繊維固定工程後に、前記繊維に生体関連物質を固定化することが好ましい。
本発明の生体関連物質固定化マイクロアレイの製造方法は、前記方法で製造された繊維配列体を、繊維と交差する方向にスライスして、薄片化することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の繊維配列用装置の一例を示す斜視図である。
図２は、図１の繊維配列用装置の備える可動ガイドを拡大した斜視図である。
図３Ａは、図１の繊維配列用装置の備える繊維巻取用ボビンの斜視図、図３Ｂは、正面図である。
図４Ａは、図１の繊維配列用装置の備える精密ピッチ用平板の斜視図、図４Ｂは、拡幅ピッチ用平板の斜視図である。
図５は、図３Ａ、３Ｂの繊維巻取用ボビンの周上の所定位置に、図４Ａ、４Ｂの繊維配列用平板を配置、積層した状態を示す正面図である。
図６は、本発明の繊維巻回物の一例を示す正面図である。
図７は、本発明で製造される繊維配列体の一例を示す斜視図である。
図８は、本発明で製造される生体関連物質固定化マイクロアレイの一例を示す斜視図である。
図９は、本発明で使用されるポッティングブロックの一例を示す斜視図である。
図１０は、本発明の繊維配列体の製造方法を説明する説明図である。
図１１は、本発明の繊維配列体の製造方法を説明する説明図である。
図１２は、繊維配列体の各繊維に生体関連物質を導入する一方法を示す斜視図である。
図１３は、本発明の繊維配列用治具の一例を示す斜視図である。
図１４Ａは、図１３の繊維配列用治具を構成する繊維配列用平板を示す斜視図、図１４Ｂは、位置決め用部材を示す斜視図である。
図１５は、本発明の繊維配列用治具の他の一例を示す斜視図である。
図１６は、本発明で製造される繊維配列体の一例を示す斜視図である。
図１７は、図１３の繊維配列用治具を使用した繊維配列工程の第１の実施形態のうち、第１工程を説明する斜視図である。
図１８は、図１３の繊維配列用治具を使用した繊維配列工程の第１の実施形態のうち、第２工程を説明する斜視図である。
図１９は、図１３の繊維配列用治具を使用した繊維配列工程の第１の実施形態のうち、第３工程を説明する斜視図である。
図２０は、図１３の繊維配列用治具を使用した繊維配列工程の第１の実施形態のうち、仮固定工程を説明する斜視図である。
図２１は、図１３の繊維配列用治具を使用した繊維配列工程の第１の実施形態のうち、第４工程を説明する側面図である。
図２２は、図１３の繊維配列用治具を使用して、繊維を３次元に配列させ、各繊維に張力を付与した状態を示す側面図である。
図２３は、図１３の繊維配列用治具を使用した繊維配列工程の第２の実施形態のうち、第１工程を説明する斜視図である。
図２４は、図１３の繊維配列用治具を使用した繊維配列工程の第２の実施形態のうち、第２工程を説明する斜視図である。
図２５は、図１３の繊維配列用治具を使用した繊維配列工程の第２の実施形態のうち、第３工程を説明する斜視図である。
図２６は、図１３の繊維配列用治具を使用した繊維配列工程の第２の実施形態のうち、第４工程を説明する斜視図である。
図２７は、図１３の繊維配列用治具を使用した繊維配列工程の第２の実施形態のうち、仮固定工程を説明する斜視図である。
図２８は、図１３の繊維配列用治具を使用した繊維配列工程の第２の実施形態のうち、第５工程を説明する斜視図である。
図２９Ａは、上記第２の実施形態の第２工程で使用できる巻取機の平面図、図２９Ｂは、側面図である。
図３０は、本発明における繊維固定工程を説明する側面図である。
図３１は、繊維固定工程で使用するポッティングブロックの一例を示す斜視図である。
図３２は、本発明における繊維固定工程を説明する側面図である。
図３３は、本発明における繊維固定工程を説明する側面図である。
図３４は、本発明の繊維配列体の他の一例を示す斜視図である。
図３５は、本発明の繊維配列体のさらに他の一例を示す側面図である。
図３６は、本発明で製造される生体関連物質固定化マイクロアレイの一例を示す斜視図である。
図３７は、繊維配列体の各繊維に生体関連物質を導入する一方法を示す斜視図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明を詳細に説明する。
［繊維配列用装置］
図１は本発明の繊維配列用装置１０を使用して、繊維１を３次元配列している様子を示す斜視図である。
この繊維配列用装置１０は、繊維１を巻き取る繊維巻取手段１１と、この繊維巻取手段１１に対して繊維を供給する繊維供給手段１２とを具備し、これらが基台１３に取り付けられて構成されたものである。
この例の繊維供給手段１２は、繊維１が巻き回されている繊維供給用ボビン１４と、繊維１を下流へ送るガイドローラ１５と、詳しくは後述する可動ガイド１６とを備えて構成され、繊維供給用ボビン１４からの繊維１がガイドローラ１５、可動ガイド１６を経て、繊維巻取手段１１に供給されるようになっている。
ここで可動ガイド１６は、図２に拡大して示すように繊維１が挿通するノズル状のものであって、鉛直方向（Ｚ軸方向）と水平方向（Ｘ軸方向）とにそれぞれ移動できるようになっている。
具体的には、図１中符号１７は、断面が長方形の角柱からなり、長さ方向が水平方向となるように、その下面が基台１３上に固定されたＸ軸ステージである。このステージの上面上にはこの面に沿って水平方向に移動するＸ軸移動テーブル１７ａを備えている。また、符号１８は、同じく断面が長方形の角柱からなり、長さ方向が鉛直方向となるように一側面がＸ軸移動テーブル１７ａに固定されたＺ軸ステージである。このステージの側面と直角をなす一側面には、この面に沿って鉛直方向に移動するＺ軸移動テーブル１８ａが備えられている。可動ガイド１６は、このＺ軸移動テーブル１８ａに固定されているために、Ｚ軸移動テーブル１８ａの動きに同伴して鉛直方向および水平方向に移動自在である。このような移動しにより繊維１を繊維巻取手段１１に対して供給することができる。
なお、可動ガイド１６が移動可能な水平方向とは、符号１９で示す後述の繊維巻取用ボビンの軸１９ａと平行方向である。
また、可動ガイド１６には、可動ガイド１６の移動を制御する制御手段（図示略）が備えられている。その制御手段により可動ガイド１６が移動するタイミング、方向、距離を任意にコントロールできる。
例えば、繊維巻取用ボビン１９が１回転するごとに、可動ガイド１６をどの方向にどれだけ移動させるかを、作業者があらかじめ操作盤２０から制御手段に入力しておく。一方、繊維巻取用ボビン１９には、ロータリエンコーダなどの回転角検出機構を備えたモータ４０を接続しておき、繊維巻取用ボビン１９が回転するごとに、制御手段に信号が送られるようにしておく。このようにすることによって、可動ガイド１６は、制御手段からの命令に沿って繊維巻取用ボビン１９の回転に連動して移動する。
ノズル状の可動ガイド１６の内径は、繊維１の外径よりも１０〜８０％、好ましくは３０〜５０％大きく形成されていることが好ましい。ノズル状の可動ガイド１６の外径は、その内径よりも４０〜１５０％、好ましくは７０〜１００％大きく形成されていることが好ましい。また、ノズル状の部分の長さは、外径の５〜３０倍、好ましくは１０〜２０倍とされていることがよい。また、ノズル状の可動ガイド１６の材質は、ステンレスであることが好ましい。
この例の繊維配列用装置１０が備える繊維巻取手段１１は、軸１９ａを中心として回転しながら周上に繊維１を巻き取るための繊維巻取用ボビン１９と、この繊維巻取用ボビン１９の周上の、複数の所定位置にそれぞれ２枚以上積層され、外面上に繊維１が配列される繊維配列用平板とを有して構成されている。
繊維巻取用ボビン１９は、図３Ａおよび３Ｂにも示すように、六角柱からなり、軸方向が水平方向となるように基台１３に取り付けられ、軸１９ａを中心として回転するようになっている。
六角柱の６つの各側面には４本ずつ面に対して垂直に支柱２１ａ，２１ｂが設けられていて、繊維巻取用ボビン１９全体としては、合計２４本の支柱２１ａ，２１ｂを有している。特にこの例の支柱２１ａ，２１ｂは、各側面において、隣接する側面との境界辺の近傍に２本１組で設けられていて、２本の距離が狭い組（ピッチＤ１）と、広い組（ピッチＤ２）とがある。以下、ピッチＤ１で設けられた支柱を精密ピッチ用支柱２１ａといい、ピッチＤ２で設けられた支柱を拡幅ピッチ用支柱２１ｂという。この例では、精密ピッチ用支柱２１ａおよび拡幅ピッチ用支柱２１ｂはいずれも６組ずつとなっている。
また、この例の繊維配列用装置１０は、繊維配列用平板２２ａ，２２ｂとして図４Ａおよび４Ｂに示す２種のものをそれぞれ６０枚ずつ、合計１２０枚備えている。
図４Ａの繊維配列用平板（以下、精密ピッチ用平板という。）２２ａは、繊維１が１本ずつ配列される１０本の同形の凹条２３ａが、互いに略平行に、一方の面上に形成された矩形のものである。図４Ｂの繊維配列用平板（以下、拡幅ピッチ用平板という。）２２ｂも、精密ピッチ用平板２２ａと同様に１０本の凹条２３ｂが互いに略平行に一方の面上に形成された矩形のものである。この例では精密ピッチ用平板２２ａに比べて、特に凹条同士の距離（ピッチ）と、平板の厚みとが大きくなるように形成されている。
また、この例では、精密ピッチ用平板２２ａの方が、拡幅ピッチ用平板２２ｂに比べて、長さ（凹条に沿う方向）は長く、幅は小さくされている。さらに、精密ピッチ用平板２２ａの凹条２３ａの幅および深さは、凹条２３ａが凹条２３ａの長さ方向に対して垂直方向の断面形状が矩形の場合には、配列される繊維１の外径の１００〜１２５％の範囲であることが好ましい。さらに、繊維を正確に配列しやすく、かつ、繊維を凹条２３ａに挿入する際の作業性の点から、凹条２３ａの幅、および深さは１１０％程度がより好ましい。一方、拡幅ピッチ用平板２２ｂの凹条２３ｂの幅および深さは、繊維１の外径の１０５〜１５０％の範囲であることが好ましい。精密ピッチ用平板２２ａにおいては、より正確に繊維１を配列できるようにされている。
この例の精密ピッチ用平板２２ａは、厚さ０．４２ｍｍであって、幅１０ｍｍ×長さ４０ｍｍの矩形平板の一方の面上に、幅０．３ｍｍ、深さ０．３ｍｍの１０本の凹条２３ａが、矩形平板の長さ方向に沿って、０．４２ｍｍピッチ（距離）で形成されている。また、この例の拡幅ピッチ用平板２２ｂは、厚さ４．５ｍｍであって、幅８ｍｍ×長さ１７０ｍｍの矩形平板の一方の面上に、幅０．５ｍｍ、深さ２ｍｍの１０本の凹条２３ｂが、矩形平板の長さ方向に沿って、４．５ｍｍピッチで形成されている。
また、これら繊維配列用平板２２ａ，２２ｂの両側端近傍には、符号２４ａ，２４ｂで示す円形の位置決め用貫通穴が１つずつ形成されている。精密ピッチ用平板２２ａにおける２個の位置決め用貫通穴２４ａ同士のピッチＤ３は、精密ピッチ用支柱２１ａ同士のピッチＤ１と同じに形成されている。一方、拡幅ピッチ用平板２２ｂにおける２個の位置決め用貫通穴２４ｂ同士のピッチＤ４は、拡幅ピッチ用支柱２１ｂ同士のピッチＤ２と同じに形成されている。さらに、各支柱２１ａ，２１ｂの外径は、各位置決め用貫通穴２４ａ，２４ｂの内径よりもクリアランス程度小さく形成されている。
よって、精密ピッチ用平板２２ａの位置決め用貫通穴２４ａと精密ピッチ用支柱２１ａとを嵌合させ、拡幅ピッチ用平板２２ｂの位置決め用貫通穴２４ｂと拡幅ピッチ用支柱２１ｂとを嵌合させることによって、図５に示すように、これら繊維配列用平板２２ａ，２２ｂを、繊維巻取用ボビン１９の周上の複数の所定位置にそれぞれ正確に配置できる。さらに、他の繊維配列用平板２２ａ，２２ｂとを、すでに配置された各繊維配列用平板２２ａ，２２ｂ上にそれぞれ積層することができる。こうして積層された精密ピッチ用平板２２ａの積層物２５においては、詳しくは後述するが、拡幅ピッチ用平板２２ａの積層物２５においては、繊維１は小さな配列ピッチで配列される。一方、拡幅ピッチ用平板２２ｂの積層物２６においては、繊維１は精密ピッチ用平板２２ａの積層物２５よりも大きな配列ピッチで配列されることとなる。
なお、これら繊維配列用平板２２ａ，２２ｂを繊維巻取用ボビン１９の周上に配置、積層する場合には、凹条２３ａ，２３ｂの形成された面が外面となるようにする。
また、この例では、６０枚の精密ピッチ用平板２２ａは、６組の精密ピッチ用支柱２１ａにそれぞれ１０段ずつ積層され、６０枚の拡幅ピッチ用平板２２ｂも、６組の拡幅ピッチ支柱２１ｂにそれぞれ１０段ずつ積層される。そして、これら各繊維配列用平板２２ａ，２２ｂには、１０本ずつ凹条２３ａ，２３ｂが形成されているので、この例の繊維配列用装置１０を使用することによって、繊維１を最終的に１０列×１０段に積層することができる。
なお、図５においては、精密ピッチ用支柱２１ａに、精密ピッチ用平板２２ａと同形で凹条２３ａが形成されていないスペーサ３１を嵌めてから、精密ピッチ用平板２３ａを１０枚積層している。
これら繊維配列用平板２２ａ，２２ｂは、正確なサイズの凹条２３ａ，２３ｂが形成されているかぎり、その材質や製造方法には制限はない。例えば、精密ピッチ用平板２２ａとしては、耐食性、強度などの点から、ステンレスの平板にフォトエッチングで凹条を形成したものや、ポリメタクリル酸メチルなどの樹脂を、精密な金型を用いた精密射出成形法により成形したものなどが好ましく使用される。拡幅ピッチ用平板２２ｂとしては、精密ピッチ用平板２２ａと同様のものを好ましく使用できるほか、ステンレスやアルミニウムの平板を機械加工して、凹条２３ａ，２３ｂを形成したものも使用できる。
また、形成される凹条２３ａ，２３ｂの断面形状は図示例のような矩形に限定されない。それら凹条の底部が繊維１の外形に沿う曲面状に形成されたもの（Ｕ字状）、台形状、Ｖ字状などであってもよい。
また、図１の例の繊維配列用装置１０は、このような繊維巻取手段１１と繊維供給手段１２とを備え、さらに、繊維供給手段１２に供給される繊維１に対して張力を付与する張力付与手段２７を備えている。
この例の張力付与手段２７は、繊維供給用ボビン１４に連結されたトルクモータ２８と、ガイドローラ１５の下流側に設けられたテンショナ２９とを備えている。これらにより、上述したように可動ガイド１６が移動しつつ繊維１を供給する場合において、繊維１が過度に緊張したり弛んだりしないように、繊維１に一定範囲の張力を常時付与できるようになっている。
以上説明したようにこの例の繊維配列用装置１０によれば、繊維１を１０列×１０段に正確に配列することができる。また、精密ピッチ用平板２２ａの積層物２５においては、繊維１は小さな配列ピッチで配列される。さらに拡幅ピッチ用平板２２ｂの積層物２６においては、繊維１は精密ピッチ用平板２２ａの積層物２５よりも大きな配列ピッチで配列される。よって、このような繊維配列用装置１０を使用することによって、詳しくは後述するように、一端側が精密な配列ピッチで配列され、他端側がこれよりも拡幅された配列ピッチで配列された繊維配列体を２体得ることができる。
また、この例では、各繊維配列用平板２２ａ，２２ｂに形成されている凹条２３ａ，２３ｂは１０本である。このような繊維配列用平板２２ａ，２２ｂを１０段に積層することにより、繊維を１０列×１０段に配列可能となっている。１枚の繊維配列用平板２２ａ，２２ｂに形成される凹条２３ａ，２３ｂの本数および積層段数は、それぞれ複数であれば制限はなく、所望に設定できる。好ましくは、各繊維配列用平板２２ａ，２２ｂに形成される凹条２３ａ，２３ｂの本数は５〜１００本の範囲であり、このような繊維配列用平板２２ａ，２２ｂの積層段数は５〜１００段の範囲である。
また、各段に使用する繊維配列用平板２２ａ，２２ｂごとに、形成される凹条２３ａ，２３ｂの本数を異なるようにして、段ごとに配列される繊維１の本数を変えてもよい。
また、この例では、精密ピッチ用平板２２ａにおける位置決め貫通穴２４ａ同士のピッチはＤ３とされ、拡幅ピッチ用平板２２ｂにおける位置決め貫通穴２４ｂ同士のピッチはＤ４とされているが、Ｄ３＝Ｄ４としてもよい。その場合には、これに対応して支柱２１ａ、２１ｂのピッチについてもＤ１＝Ｄ２とする必要がある。
さらに、この例では、繊維巻取用ボビン１９は六角柱であるが、軸１９ａを中心として回転することにより、繊維１を巻き取れるものであれば、六角柱に限定されない。例えば３〜５または７以上の側面を有する角柱でもよいし、角柱でなくてもよい。しかし、特に４〜８の側面を有する角柱を使用すると、繊維配列用平板２２ａ，２２ｂをその周上に安定に配置、積層しつつ、繊維１を配列でき好ましい。
また、この例の繊維配列用装置１０が備えている繊維配列用平板２２ａ，２２ｂは、繊維１を所定位置に正確に配列させる冶具として好適に使用される。しかし、必ずしも凹条２３ａ，２３ｂが形成されたものでなくてもよい。例えば、繊維巻取用ボビン１９の周上に配置された際に外面となる面に粘着層や接着層が形成されて、繊維１が固定される形態のものであってもよい。粘着層や接着層を形成するためには、平板の外面となる面上に粘着剤や接着剤を塗布する方法、平板の外面となる面上に市販の両面テープを貼着する方法などが挙げられ、粘着剤、接着剤、両面テープとしては、繊維１を侵さない材料からなるものを使用する。繊維１を侵す材料のものを使用すると、繊維１を配列している最中に、繊維１が切れてしまう可能性がある。接着剤としては、水溶性の酢酸ビニル系接着剤が好適である。
［繊維配列方法および繊維巻回物］
次に、図示例の繊維配列用装置１０を使用して、繊維１を１０列×１０段に配列させる具体的方法について説明する。
まず、繊維巻取用ボビン１９の全ての拡幅ピッチ用支柱２１ｂおよび精密ピッチ用支柱２１ａに、拡幅ピッチ用平板２２ｂまたは精密ピッチ用平板２２ａの位置決め用貫通穴２４ａ，２４ｂを嵌め、１枚ずつ配置する第１工程を行う。この時点で繊維巻取用ボビン１９の周上には、６枚ずつ合計１２枚の拡幅ピッチ用平板２２ｂおよび精密ピッチ用平板２２ａが、配置された状態となる。なお、精密ピッチ用支柱２１ａには、精密ピッチ用平板２２ａを配置する前に、必要に応じてスペーサ３１を配置する。
ついで、この繊維巻取用ボビン１９を所定回数回転させるとともに、制御手段により可動ガイド１６を動かして、配置された繊維配列用平板２２ａ，２２ｂ上に繊維１を配列していく第２工程を行う。
すなわち、まず、繊維巻取用ボビン１９を１回転させることにより、第１工程において配置された各繊維配列用平板２２ａ，２２ｂの一側端の凹条２３ａ，２３ｂに、可動ガイド１６から供給された繊維１を順次挿入していく。ここで、拡幅ピッチ用平板２２ｂの一側端の凹条２３ｂと、精密ピッチ用平板２２ａの一側端の凹条２３ａ，２３ｂとは、同一周上にはないので、適宜可動ガイド１６をＸ軸方向に移動させつつ繊維１を供給する。
こうして１回転させた後、隣の凹条２３ａ，２３ｂへと繊維１を挿入していくために、可動ガイド１６をＸ軸方向に移動させるとともに、引き続き繊維巻取用ボビン１９を回転させる。
この例の繊維配列用平板２２ａ，２２ｂには、１枚につき１０本の凹条２３ａ，２３ｂが形成されている。よって繊維巻取用ボビン１９を１０回転させることにより、他側端の凹条２３ａ，２３ｂにまで繊維１を順次配列することができる。
なお、こうして配列される繊維１には、張力付与手段２７により１〜２０ｍＮ、好ましくは５〜１０ｍＮの張力を付与することが好ましい。
また、可動ガイド１６の先端と、繊維巻取用ボビン１９との距離はできるだけ短いことが正確な配列の点から好ましい。可動ガイド１６の先端と、この可動ガイド１６からの繊維１が配列されている繊維配列用平板２２ａ，２２ｂの凹条２３ａ，２３ｂとの最短距離（クリアランス）は常時０．１〜２ｍｍの範囲とすることがより好ましい。
こうして第２工程を終了した後、繊維１が配列された各繊維配列用平板２２ａ，２２ｂ上に、他の繊維配列用平板２２ａ，２２ｂをそれぞれ１枚ずつ積層していく第３工程を行う。
すなわち、第１工程の場合と同様に、繊維巻取用ボビン１９の全ての拡幅ピッチ用支柱２１ｂおよび精密ピッチ用支柱２１ａに、拡幅ピッチ用平板２２ｂまたは精密ピッチ用平板２２ａの位置決め用貫通穴２４ａ，２４ｂを嵌めて、支柱２１ａ，２１ｂの各組に対して繊維配列用平板２２ａ，２２ｂを１枚ずつ積層する。この時点で繊維巻取用ボビン１９の周上には、合計２４枚の繊維配列用平板２２ａ，２２ｂが配置された状態となる。
こうして第３工程が終了した後、再び、この繊維巻取用ボビン１９を回転させるとともに、可動ガイド１６をＺ軸方向（上方）にも動かして、これら新たに配置された繊維配列用平板１９の凹条２３ａ，２３ｂに順次繊維１を配列させる第２工程を行う。そして、さらに、第３工程を行う。
以上のようにして第２工程と第３工程を所定の回数繰り返し、繊維配列用平板２２ａ，２２ｂを各組の支柱２１ａ，２１ｂに対して最終的に１０枚積層し、１０段目の繊維配列用平板２２ａ，２２ｂのすべての凹条２３ａ，２３ｂに繊維１を配列することにより、繊維を１０列×１０段に配列させることができる。なお、１０段目の繊維配列用平板２２ａ，２２ｂに繊維を配列した後、繊維１が凹条から飛び出さないように、その上にさらに繊維配列用平板２２ａ，２２ｂを載置、積層しても良い。また、繊維配列用平板２２ａ，２２ｂを載置する代わりに、凹条２３ａ，２３ｂが形成されていない以外は繊維配列用平板２２ａ，２２ｂと同形同サイズの押さえ板を載置してもよい。
このように繊維を１０列×１０段に配列させることによって、繊維巻回物３０を得ることができる。また、特にこの例の繊維巻回物３０は、精密ピッチ用平板２２ａからなる６つの積層物２５と、拡幅ピッチ用平板２２ｂからなる６つの積層物２６とを有している。これらは繊維配列用平板２２ａ，２２ｂに配列される繊維１の配列ピッチが異なる。よって、繊維１は１つの繊維巻回物３０中に、２種の配列ピッチで配列された状態となっている。
［繊維配列体の製造方法］
次に、上述した方法で得られた図６の繊維巻回物３０から、図７に示すような繊維配列体３２を２体製造する一方法について説明する。
この繊維配列体３２は、１０列×１０段に配列した繊維１のうち、精密ピッチ用平板２２ａで配列された部分（精密ピッチ用平板２２ａからなる積層物２５同士の間に位置する部分２５’）が、その配列状態を維持したまま硬化性樹脂３３でブロック状に固定されている。一方、拡幅ピッチ用平板２２ｂで配列された部分が、拡幅ピッチ用平板２２ｂからなる積層物２６によりその配列状態が維持されたものである。詳しくは後述するが、この繊維配列体３２の硬化性樹脂３３で固定された部分を、繊維１と交差する方向、好ましくは繊維１に略垂直な方向にスライスし、薄片化することによって、図８のような生体関連物質固定化マイクロアレイ３５が得られる。なお、図７中、符号３４は、枠部材であり、拡幅ピッチ用平板２２ｂからなる積層物２６がくずれないように嵌められたものである。
このような繊維配列体３２を図６の繊維巻回物３０から製造する方法としては、精密ピッチ用平板２２ａからなる積層物２５同士の間に渡された１０列×１０段の繊維１を囲むためのポッティングブロックを使用する方法がある。
ポッティングブロックとしては、例えばアルミニウムなどの金属からなり、図９に示すように４片の板状のブロック片３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄを図示のように組み合わせることにより筒状となるものが好ましく使用できる。また、これら４片を組み合わせて筒状とした時に、内壁面となる面と、ブロック片同士が接触する面には、非接着性の高いテフロン（登録商標）、ポリエチレン、ポリプロピレンなどからなるシート状物３７を各面に貼着するなどして、離型処理することが好ましい。このように離型処理がなされていると、後にポッティングブロック３６の中空部３６ｅに硬化性樹脂液を流し込み、これを硬化させた後に、ポッティングブロック３６と硬化した樹脂とを容易に剥離することができる。また、金属からなるブロック片３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄにこのように離型処理する代わりに、ポッティングブロック自体を非接着性の高い樹脂から形成してもよい。
また、筒状のポッティングブロック３６の内壁面のうちの一面には、この例のように一端に向けて拡径する半円錐状の切り欠き３８が形成され、後述するようにして硬化性樹脂液をポッティングブロック３６の中空部３６ｅに流し込み、充填する際の充填口とされていることが好ましい。
このようなポッティングブロック３６で、図１０に示すように、精密ピッチ用平板２２ａからなる積層物２５同士の間の繊維１を囲むように、かつ、ポッティングブロック３６において充填口が形成されていない側の一端が、一方の精密ピッチ用平板２２ａの積層物２５に密着するように固定する。また、その際には、ポッティングブロック３６と積層物２５との密着部分から、後に充填される硬化性樹脂液が洩れないように、剥離性と弾力性を備えたシリコーンゴムなどからなるシール部材を介在させる。
その後、充填口が形成されている側の一端（開口端）が上方となるようにして、ポッティングブロック３６に形成された充填口から、ポッティングブロック３６の中空部３６ｅ内へ硬化性樹脂液を流し込む。その後、所定温度で所定時間放置して、流し込まれた硬化性樹脂液を硬化させる。
なお、このように硬化性樹脂液を充填する際には、あらかじめ硬化性樹脂液を真空下において撹拌し、脱泡しておくことが好ましい。このように脱泡しておくと、硬化後の樹脂の内部には空隙がなく、繊維１間にも十分に樹脂が行き渡った状態となる。さらに好ましくは、このように硬化性樹脂液を十分に脱泡しておくとともに、上述の樹脂充填作業を減圧下で行うことが好ましい。
ポッティングブロック３６内に充填した硬化性樹脂液が硬化した後、ポッティングブロック３６を４片のブロック片３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄに分解することにより、精密に１０列×１０段に配列された繊維を樹脂でブロック状に固定することができる。
また、以上説明した方法と同様にして、この繊維巻回物３０における他の精密ピッチ用平板２２ａからなる積層物２５同士の間の繊維１も硬化性樹脂３３で固定し、図１１に示す状態とする。
その後、この繊維巻回物３０における１０列×１０段の繊維１を適宜切開するとともに、すべての精密ピッチ用平板２２ａを取り外し、さらに、拡幅ピッチ用平板２２ｂも、図１１中符号２６ａで示される２つの積層物を残す以外はすべて取り外すことにより、図７の状態の繊維配列体３２を２体、得ることができる。
なお、ここで使用される硬化性樹脂３３の種類としては、硬化性樹脂液が常温において低粘度の液状であり、ポッティングブロック３６の中空部３６ｅへの充填および硬化を常温で行え、硬化した後に刃物などで容易に一定の厚さに薄片化でき、さらに、得られた薄片が欠けたり割れたりしない適度の硬度と弾力性を有するものが好ましい。このような硬化性樹脂３３としては、例えばウレタン樹脂などの２液反応硬化性樹脂が挙げられる。
（繊維）
以上のようにして配列され、さらには固定される繊維１の種類としては特に制限はなく、合成繊維、半合成繊維、再生繊維、無機繊維などの化学繊維や、天然繊維、およびこれらの複合繊維等が挙げられる。
合成繊維の代表例としては、ナイロン６、ナイロン６６、芳香族ポリアミドなどのポリアミド系の各種繊維；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのポリエステル系の各種繊維；ポリアクリロニトリルなどのアクリル系の各種繊維；ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系の各種繊維；ポリビニルアルコール系の各種繊維；ポリ塩化ビニリデン系の各種繊維；ポリ塩化ビニル系繊維、ポリウレタン系の各種繊維；フェノール系繊維；ポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレンなどからなるフッ素系繊維；ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系繊維；ポリメチルメタクリレートなどの（メタ）アクリル系樹脂を用いた繊維；ポリカーボネート系樹脂を用いた繊維などが挙げられる。
半合成繊維の代表例としては、ジアセテート、トリアセテート、キチン、キトサンなどを原料としたセルロース系誘導体系各種繊維；プロミックスと呼称される蛋白質系の各種繊維などが挙げられる。
再生繊維の代表例としては、ビスコース法や銅−アンモニア法、あるいは有機溶剤法により得られるセルロース系の各種再生繊維（レーヨン、キュプラ、ポリノジックなど）などが挙げられる。
無機繊維の代表例としては、ガラス繊維、炭素繊維などが挙げられる。
天然繊維の代表例としては、綿、亜麻、苧麻、黄麻などの植物繊維、羊毛、絹などの動物繊維、石綿などの鉱物繊維などが挙げられる。
繊維配列体３２の製造には、これら繊維１を適宜使用できるが、繊維１を配列する際には、上述したように繊維１に張力を付与するので、好ましくは、これらのなかでも弾性率および降伏強度の高いポリカーボネート系繊維、ポリエステル系繊維、ナイロン系繊維、芳香族ポリアミド繊維などが好ましく用いられる。
また、天然繊維以外の繊維は、溶融紡糸法、湿式紡糸法、乾式紡糸法などの公知の紡糸技術や、これらを組み合わせた技術により得られ、このようにして得られたものをいずれも使用できる。
さらに、これら繊維１は、無処理のものをそのまま用いてもよいが、必要に応じて、反応性官能基を導入したものを使用してもよいし、プラズマ処理やγ線、電子線などの放射線処理を施したものを使用してもよい。
また、これらの繊維１の形態には特に制限はなく、モノフィラメントであってもよく、マルチフィラメントであってもよい。さらに、短繊維を紡績した紡績糸でもよい。また、中空繊維、多孔質構造の繊維などでも良い。中空繊維は、特殊なノズルを用いた公知の方法などで製造することができる。
また、繊維１の外径にも特に制限はなく、所望の外径のものを使用できるが、外径が小さすぎると破断しやすくなるなど、取扱性が低下する。一方、繊維１の外径が小さいほど、繊維１を高密度に配列させることが可能となる。よって、繊維１の外径は取扱性と所望の配列密度との兼ね合いにより設定するが、繊維１の外径は５００μｍ以下が好ましく、より好ましくは３００〜１００μｍである。繊維１としてマルチフィラメントを使用する場合には、８３ｄｔｅｘ／３６フィラメントや８２ｄｔｅｘ／４５フィラメントなどをそのまま用いることもできる。
例えば、繊維配列体３２から生体関連物質固定化マイクロアレイ３５を製造する際に、繊維１として外径１５０μｍのモノフィラメントを使用し、これを２００μｍの配列ピッチで配列した場合、１ｃｍ２の正方形内に配列可能な繊維１の本数は２４００本である。したがって、１本の繊維に１種類の生体関連物質を固定化することにより、１ｃｍ２あたり２４００種類の生体関連物質を固定化することができる。また、外径が２００μｍ程度の多孔質繊維、中空繊維または多孔質中空繊維のモノフィラメントを２００μｍの配列ピッチで配列した場合、１ｃｍ２あたり約１０００本の繊維１が配列された繊維配列体３２を得ることができ、１本の繊維１に１種類の生体関連物質を固定化することにより、１ｃｍ２あたり１０００種類の生体関連物質を固定化することができる。
［生体関連物質固定化マイクロアレイの製造方法］
次に、上述したようにして得られた繊維配列体３２から、生体関連物質固定化マイクロアレイ３５を製造する方法について説明する。
ここで繊維１として、あらかじめ生体関連物質が固定化されたものを用いた場合には、この繊維配列体３２を、繊維１と交差する方向にスライスして、薄片化することにより、図８に示す、生体関連物質が固定化された繊維１が硬化性樹脂３３により固定され、繊維１の断面が両面に露出した薄片状の生体関連物質固定化マイクロアレイ３５を得ることができる。スライスの手段は適宜選択され、ミクロトーム、レーザー等が使用される。スライスの方向は、繊維１の長手方向と交差する方向であればよい。好ましくは繊維１の長手方向に対して垂直方向である。
繊維１に固定化された生体関連物質が、例えば、核酸である場合、得られた生体関連物質固定化マイクロアレイ１００に検体を供しハイブリダイゼーションを行うことにより、繊維に固定化された核酸をプローブとして検体中に存在する特定の核酸配列を検出することができる。
なお、繊維１として、マルチフィラメントや紡績糸などを用いる場合には、単繊維間の空隙に生体関連物質を固定することができる。また、繊維１として中空、多孔質繊維を用いる場合には、繊維１内の中空部や空隙に生体関連物質を固定することができる。
一方、繊維１として、生体関連物質が固定化されていない多孔質繊維、中空繊維、多孔質中空繊維を用いた場合には、以下の方法により生体関連物質を固定することができる。
（１）図１２に示す生体関連物質を含む液体が各区画に入れられたウエルプレート３９を用意し、各区画に、図７の繊維配列体３２における拡幅ピッチ用平板２２ｂの積層物２６と枠部材３４により配列状態が維持された側の各繊維１の端部を、１本ずつ浸す。
（２）ついで、繊維１の他端を減圧状態として、液体を吸引することによって、各繊維１の中空部や多孔質部に生体関連物質を含む液体がそれぞれ吸い上げられ、各繊維１内に生体関連物質を導入する。
ウエルプレート３９としては、市販のものを使用することができる。そしてこの際、拡幅ピッチ用平板２２ｂにおける繊維１の配列ピッチと、ウエルプレート３９における各区画のピッチとをあらかじめ同じにしておくと、容易に各繊維の端部を１本ずつ各区画に浸すことができる。
なお、各繊維１に導入される生体関連物質の種類は、１０列×１０段の繊維１に対して全て異なっていてもよい。また複数本の繊維をグループとし、そのグループに同じ種類の生体関連物質を導入しても良い。全て異なる場合には、１００種類の生体関連物質が固定された生体関連物質固定化チップ３５を得ることができる。
このように繊維１内に導入される生体関連物質としては、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）やリボ核酸（ＲＮＡ）、ペプチド核酸（ＰＮＡ）、オキシペプチド核酸（ＯＰＮＡ）などの核酸、あるいは、蛋白質、多糖類などが挙げられる。
生体関連物質として核酸を用いる場合、生細胞からのＤＮＡまたはＲＮＡの調製は、公知の方法により行えばよい。例えばＤＮＡの抽出は、Ｂｌｉｎらの方法（Ｂｌｉｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．３：２３０３（（１９７６））などにより行うことができる。ＲＮＡの抽出は、Ｆａｖａｌｏｒｏらの方法（Ｆａｖａｌｏｒｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｅｎｚｙｍｏｌ．６５：７１８（１９８０））などにより行うことができる。
また鎖状若しくは環状のプラスミドＤＮＡや染色体ＤＮＡ、これらを制限酵素を使用して切断、または化学的に切断したＤＮＡ断片、試験管内で酵素などにより合成されたＤＮＡ、または化学合成したＤＮＡなどを用いることもできる。例えばＤＮＡの抽出は、Ｂｌｉｎらの方法（Ｂｌｉｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．３：２３０３（（１９７６））などにより行うことができる。ＲＮＡの抽出は、Ｆａｖａｌｏｒｏらの方法（Ｆａｖａｌｏｒｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｅｎｚｙｍｏｌ．６５：７１８（１９８０））などにより行うことができる。
また鎖状若しくは環状のプラスミドＤＮＡや染色体ＤＮＡ、これらを制限酵素を使用して切断、または化学的に切断したＤＮＡ断片、試験管内で酵素などにより合成されたＤＮＡ、または化学合成したＤＮＡなどを用いることもできる。
これら生体関連物質はそのままでの状態で使用してもよいし、生体関連物質に化学的修飾を施した誘導体の形態や、必要に応じて変成させた形態としてから、使用してもよい。例えば、生体関連物質として核酸を用いる場合には、核酸の化学的修飾には、アミノ化、ビオチン化、ディゴキシゲニン化などが知られており（Ｃｕｒｒｅｎｔ  ＰｒｏｔｏｃｏｌｓＩｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｅｄ．；Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｍ．Ａｕｓｕｂｅｌ  ｅｔ  ａｌ．（１９９０）、脱アイソトープ実験プロトコール（１）ＤＩＧハイブリダイゼーション（秀潤社））、これらの修飾法を採用することができる。
また、これら生体関連物質を含む液体として、例えば、不飽和官能基を導入した生体関連物質を含むアクリルアミド水溶液を使用し、上述のようにして繊維の中空部、多孔質部などに吸引した後、その後５０〜６０℃に加熱することによって、生体関連物質がゲルネットワークに固定されたゲルを中空部、多孔質部に固定することができる。
以上説明したように、繊維１を３次元配列させる際に、繊維配列用装置１０として、繊維を巻き取る繊維巻取手段１１と、繊維巻取手段１１に対して繊維１を供給する繊維供給手段１２とを具備し、繊維供給手段１２は、繊維巻取手段１１に対して相対移動しながら繊維を供給する可動ガイド１６を備え、繊維巻取手段１１は、軸１９ａを中心として回転しながら周上に繊維１を巻き取る繊維巻取用ボビン１９と、この繊維巻取用ボビン１９の周上の複数の所定位置にそれぞれ複数積層され、各外面上に繊維１が配列される繊維配列用平板２２ａ，２２ｂとを有したものを使用することによって、繊維１を高密度、高精度で、短時間に非常に効率よく配列することができ、繊維配列体３２を工業的に大量生産することも可能となる。すなわち、このような繊維配列用装置１０を使用すると、従来のように、治具に形成された孔に繊維を１本ずつ挿入して貫通させるなどの手間がかからない。また、挿入する繊維をピンセットなどで孔まで導く必要がないので、既に挿入されている隣接した孔の繊維が、ピンセットなどによる繊維挿入作業の邪魔になるなどの問題も発生しない。また、繊維１を孔に挿入するのではなく凹条２１に配列する作業であるため、繊維外径が細く剛性が低いものであっても、容易に配列でき、繊維１の高密度化が可能となる。
すなわち、以上説明した繊維配列用装置１０を使用することによって、たとえ繊維外径が小さく取扱いにくい繊維１であっても、高密度で正確に、しかも短時間で効率的に配列でき、繊維配列体３２を大量生産でき、その結果、多種の試料を分析可能な生体関連物質固定化マイクロアレイ３５をも大量生産することができる。
また、特に、繊維配列用平板２２ａ，２２ｂとして、その外面に、繊維１が１本ずつ配列されるための複数の凹条２３ａ，２３ｂが互いに略平行に形成されているとともに、凹条２３ａ，２３ｂが繊維巻取用ボビン１９の軸１９ａに対して垂直となるように繊維巻取用ボビン１９の周上に積層されるものを使用することによって、より正確、確実に繊維１を配列することができる。
さらに、繊維配列用平板２２ａ，２２ｂとして、精密ピッチ用平板２２ａと拡幅ピッチ用平板２２ｂとを使用することなどにより、一端側が精密な配列ピッチで配列され、他端側がこれよりも拡幅された配列ピッチで配列された繊維配列体３２を容易に得ることができる。このような繊維配列体３２を使用すると、上述したようにウエルプレート３９を使用して各繊維１に容易に生体関連物質を導入することも可能となる。
【実施例】  以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。
【実施例１】  繊維配列用平板として図４Ｂの拡幅ピッチ用平板２２ｂを一切備えず、図４Ａの精密ピッチ用平板２２ａのみを合計１２０枚備えた点、繊維巻取用ボビンとして、精密ピッチ用支柱２１ａのみが１２組（２４本）立てられた点の２点以外は、図１と同じ構成の繊維配列用装置１０を用いて、直径０．３ｍｍのポリカーボネイト製中空繊維を１０列×１０段に配列させた繊維巻回物を得た。
なお、ノズル状の可動ガイド１６のＸ軸方向の移動速度は１２０００ｍｍ／ｍｉｎ．とし、移動ピッチは精密ピッチ用平板２２ａにおける凹条２３ａのピッチと同じ０．４２ｍｍとした。また、こうして配列される中空繊維には、張力付与手段により５ｍＮの張力を付与した。また、可動ガイド１６の先端と、この可動ガイド１６からの繊維１が配列されている精密ピッチ用平板２２ａの凹条との最短距離（クリアランス）は常時０．５ｍｍとなるように設定した。また、繊維巻取用ボビン１９の回転速度は１０ｒｐｍとした。また、ノズル状の可動ガイド１６の内径、外径、長さは、それぞれ０．４ｍｍ、０．７ｍｍ、１２ｍｍとした。
その結果、約１時間の作業時間で、１０列×１０段に正確に繊維１が配列された繊維巻回物を得ることができた。
【実施例２】  図１の繊維配列用装置１０を用いて、直径０．３ｍｍのポリカーボネイト製中空繊維を１０列×１０段に配列させた図６に示すような繊維巻回物３０を得た。
なお、ノズル状の可動ガイド１６のＸ軸方向の移動速度は１２０００ｍｍ／ｍｉｎ．とし、移動ピッチは、精密ピッチ用平板２２ａに対しては精密ピッチ用平板２２ａにおける凹条２３ａのピッチと同じ０．４２ｍｍとし、拡幅ピッチ用平板２２ｂに対しては、拡幅ピッチ用平板２２ｂにおける凹条２３ｂのピッチと同じ４．５ｍｍとした。また、こうして配列される中空繊維には、張力付与手段により５ｍＮの張力を付与した。また、可動ガイド１６の先端と、この可動ガイド１６からの繊維が配列されている繊維配列用平板２２ａ，２２ｂの凹条２３ａ，２３ｂとの最短距離（クリアランス）は常時０．５ｍｍとなるように設定した。また、繊維巻取用ボビン１９の回転速度は１０ｒｐｍとした。
その結果、約１時間の作業時間で、１０列×１０段であって、１つの繊維巻回物３０中に、繊維１が２種の配列ピッチで配列された繊維巻回物３０を得ることができた。
【実施例３】  実施例２で得られた繊維巻回物３０における、精密ピッチ用平板２２ａの積層物２５同士で挟まれた部分２カ所に、図９のようなポッティングブロック３６を配置して、中空部内に、図１０に示すようにして、ポリウレタンエラストマー（コロネート４４０３／ニッポラン４２７６、コロネート６：ニッポラン４の割合で混合）の液を流し込み、硬化させ、図１１の状態とした。その後、繊維１の切開、繊維配列用平板２２ａ，２２ｂの取り外しなどを適宜行い、１つの繊維巻回物３０から、図７に示すような正確に繊維１が配列された、２個のブロック状の繊維配列体３２を作成した。作業時間は、樹脂液を流し込む前までに約１時間を要した。
【実施例４】  張力付与手段２７のトルクモータ２８を作動させず、また、上記クリアランスを３ｍｍとした以外は実施例１と同様にして繊維１を配列させ、図６のような繊維巻回物３０を得た。
【実施例５】  張力付与手段２７のテンショナ２９を介さずに繊維１を供給した以外は実施例１と同様にして繊維１を配列させ、図６のような繊維巻回物３０を得た。
＜実施例６＞クリアランスを１０ｍｍに設定した以外は実施例１と同様にして繊維１を配列させ、図６のような繊維巻回物３０を得た。
【実施例７】  精密ピッチ用平板として、凹条が形成されている代わりに、酢酸ビニル系接着剤からなる接着層が形成されたものを使用した以外は、実施例１と同様にして繊維１を配列させ、図６のような繊維巻回物３０を得た。その後、実施例３と同様にして繊維１を樹脂固定し、２個のブロック状の中空繊維配列体を作成した。
以上各実施例によれば、繊維を短時間で正確に配列することができ、特に実施例１〜３によれば、特に正確な繊維の配列が可能であった。また、実施例３では、そのような状態を維持したまま繊維が固定された良好な繊維配列体が得られた。
一方、実施例４、６では、繊維の配列状態が実施例１〜３よりはやや劣った。また、実施例５では、可動ガイド１６の移動時に、繊維に対して大きなストレスがかかる傾向があった。
＜比較例１＞
繊維配列用治具として、フォトエッチング法で作成した径０．３２ｍｍの孔が０．４２ｍｍピッチで縦横各７列に合計４９個配列された、厚さ０．１ｍｍのステンレス製多孔板２枚を用い、その多孔板の全ての孔に、ポリカーボネイト製中空糸（外径０．３ｍｍ×長さ１ｍ）４９本をそれぞれ挿通し、２枚の多孔板の間隔を５０ｍｍに設定した。
ついで、こうして配列された２枚の多孔板の間の中空糸をポッティング治具内に配置し、実施例３で使用したものと同じポリウレタンエラストマー（コロネート４４０３／ニッポラン４２７６）を、ポッティング治具と多孔板で囲まれた空間に流し込むことによって、縦、横、高さが２０ｍｍ×２０ｍｍ×５０ｍｍのブロック状の中空糸配列体を形成できた。作業時間は、樹脂液を流し込む前までに約６時間もかかった。
次いで、本発明の繊維配列用治具およびこれを用いた繊維配列体の製造方法等について詳細に説明する。
［繊維配列用治具］
本発明の繊維配列用治具は、複数本の繊維を３次元配列するために使用されるものであって、３次元配列された繊維をその状態で固定することにより繊維配列体が得られる。
図１３は繊維配列用治具１１０の一例を示す斜視図である。
この繊維配列用治具１１０は、図１４Ａ、１４Ｂにも示すように、繊維が１本ずつ配列される６本の同形の凹条１２１が、互いに略平行に、一方の面上に形成された矩形の平板からなる１０枚の繊維配列用平板１２０と、これら繊維配列用平板１２０を所定の位置に正確に配置するための位置決め用部材１３０とを有している。
この例の各繊維配列用平板１２０の両側端近傍には、図１４Ａに示すように、符号１２２で示す円形の位置決め貫通穴が１つずつ形成されている。一方、位置決め用部材１３０は、図１４Ｂに示すように、矩形平板状の基台１３３と、この基台１３３に対して垂直に立てられた２本１組の２組の支柱１３２（計４本）とからなっている。そして、各繊維配列用平板１２０に形成された２個の位置決め貫通穴１２２同士の間隔Ｄ５は、基台１３３に立てられた１組の支柱１３２の間隔Ｄ６と同じに形成され、かつ、支柱１３２の外径は、位置決め用貫通穴１２２の内径よりもクリアランス程度小さく形成されていている。図１３に示すように各繊維配列用平板１２０の位置決め用貫通穴１２２に支柱１３２を貫通させることによって、各繊維配列用平板１２０を所定位置に正確に配置できるようになっている。
すなわち、この例の繊維配列用治具１１０においては、図１３に示すように、位置決め用部材１３０により、２枚の繊維配列用平板１２０を、この繊維配列用平板１２０に形成された凹条１２１が互いに同一線上となるように、かつ、互いに所定の間隔Ｗをあけて基台１３３上に配置することができ、さらに、他の繊維配列用平板１２０を、基台１３３上にすでに配置された各繊維配列用平板１２０上にそれぞれ重ねていくことにより、最終的に繊維配列用平板１２０を５段ずつ、２組に積層することができる。
よって、詳しくは後述するが、各繊維配列用平板１２０の各凹条１２１に繊維を１本ずつ配列することにより、この例の繊維配列用治具１１０によれば、繊維を６列ずつ５段に配列することができる。
なお、図中符号１３１はスペーサであり、繊維配列用平板１２０と同じ矩形の平板からなる。その両側端近傍には円形の位置決め貫通穴が２個形成されていている。スペーサ１３１は、繊維配列平板１２０と同様の方法で、位置決め用部材１３０により配置される。スペーサ１３１は必要に応じて使用でき、詳しくは後述する繊維固定工程において使用するポッティングブロックの厚みなどに応じて、任意の厚みのものを適宜使用する。
ここで、繊維配列用平板１２０に形成される凹条１２１の幅、深さは、凹条１２１に配列される繊維の繊維外径に応じて適宜設定できる。この例のように凹条１２１が、凹条１２１の長さ方向に対して垂直方向の断面形状が矩形の場合には、幅、深さは、配列される繊維外径の１００〜１２５％の範囲であることが好ましい。このような幅、深さであると、繊維が凹条１２１から突出せずに配列される。さらに、繊維を正確に配列しやすく、かつ、繊維を凹条１２１に挿入する際の作業性を考慮すると、凹条１２１の幅、深さは１１０％程度が最も好ましい。また、凹条１２１は、寸法が均一で、繊維が突出しない深さであり、容易に繊維を挿入可能であれば、その断面形状は図示例のような矩形に限定されない。凹条１２１の底部は繊維の外形に沿う曲面状に形成されたもの（Ｕ字状）、台形状、Ｖ字状などであってもよい。
繊維配列用平板１２０の材質としては特に制限はないが、金属が好ましい。金属としては、特に耐食性、強度の面からステンレス系のばね鋼が好ましい。
繊維配列用平板１２０の製造方法としては、金属平板を用意し、一方の面上に凹条を形成すればよい。金属平板に凹条を形成する方法としては、１）機械加工で凹条１２１を１本ずつ形成する方法、２）特殊な刃物を用いて複数の凹条１２１を同時に掘り込み、形成する方法、３）エッチング加工によって凹条１２１を形成する方法などが挙げられる。その他には、４）形成する凹条１２１の深さと同じ厚さの金属平板（ａ）を用意して、これをエッチング加工で梯子状に加工し、得られた梯子状部材の梯子の桁部分のみを他の金属平板（ｂ）に接合し、金属平板（ｂ）からはみ出した桁部分を切断することにより、使用した金属平板（ａ）の厚さと同じ深さの凹条１２１を形成する方法が挙げられる。
これらの方法のうち、１）および２）の方法では、凹条１２１の形成を機械加工により行うため、特に微細な凹条１２１を形成する際には、加工発熱による寸法変化、加工残留応力によるそりの発生、加工刃物の磨耗による凹条１２１の幅、深さの変化などに注意する必要がある。また、３）のエッチング加工による方法は、１）や２）の方法の場合に認められるような寸法変化、そりなどの問題は発生しないが、凹条１２１の深さをエッチング条件で制御する必要があり、エッチング条件を適切に設定し、また、管理することが必要となる。よって、凹条１２１を形成する方法としては、エッチング条件の設定、管理を３）の方法ほど厳密に行わなくても精密な凹条１２１を形成可能であることから、４）の方法が好ましい。
また、このような４）の方法において、梯子状部材を金属平板（ｂ）に接合する方法としては、接着剤で接着する方法、梯子状部材または金属平板（ｂ）の接合面にバインダとなる金属の薄膜を形成しておき、加熱圧着で接合する方法などがある。ところが、接着剤やバインダを用いると、接着剤やバインダの厚さ斑によって凹条１２１の深さに斑が発生したり、接合面から凹条１２１に接着剤やバインダの余剰分がはみ出すことによって凹条１２１が狭化したり、材料の熱膨張係数差によるバイメタル効果によってそりが生じたりする可能性がある。よって、これらの可能性を排除するために、梯子状部材と金属平板（ｂ）の材質を同一とし、これらを真空下で加熱加圧することで金属組織を一体化し接合する固相拡散接合により、接合することが好ましい。
なお、繊維配列用平板１２０の材質としては、上述したようにステンレス系のばね鋼などの金属が好ましいが、強度、寸法精度が確保できる限りにおいては、熱可塑性の合成樹脂、熱硬化性の合成樹脂、光硬化性の合成樹脂などを使用してもよい。その場合には、これらの樹脂を精密な金型を用いたプレス成形や射出成形により成形して、繊維配列用平板１２０とする方法が挙げられる。このような成形法によれば、同一の繊維配列用平板１２０を大量かつ安価に製造することができる。
また、位置決め用部材１３０の材質としては、特に制限はないが、強度、防錆性に優れたステンレス鋼などを使用することが好ましい。
なお、図１３の繊維配列用治具１１０においては、上述したように、位置決め用部材１３０の支柱１３２と、各繊維配列用平板１２０の位置決め貫通穴１２２とを嵌合させることにより、複数の繊維配列用平板１２０の配置位置を、特定かつ正確に決定できるようになっている。このような位置決め機構によれば、簡単な構成で高精度に位置決めすることができる。しかしながら、繊維配列用平板１２０を特定かつ正確に配置できる限りは位置決めの機構には制限はない。例えば、図１５に示すように位置決め用部材１３０として、矩形平板状の基台１３３に、支柱ではなく横断面がコの字状のガイド部材１３５が立設されたものを使用することができる。図１５の位置決め用部材１３０においてコの字状のガイド部材１３５は、２つずつ互いに対向するように設けられた組が２組設けられ、各組におけるガイド部材１３５間に繊維配列用平板１２０を配置、積層していくことにより、複数の繊維配列用平板１２０の配置位置を、特定かつ正確に決定できるようになっているものである。
また、図１３〜１４Ｂの繊維配列用治具１１０では、各繊維配列用平板１２０に形成されている凹条１２１は６本とされ、このような繊維配列用平板１２０を５段に積層することにより、合計３０本の繊維が配列可能となっている。１枚の繊維配列用平板１２０に形成される凹条１２１の本数および積層段数は、それぞれ複数であれば制限はなく、所望に設定できる。好ましくは、各繊維配列用平板１２０に形成される凹条１２１の本数は６〜１００本、より好ましくは１０〜１００本の範囲であり、このような繊維配列用平板１２０の積層段数は５〜１００段、より好ましくは１０〜１００段の範囲である。
また、各段に使用する繊維配列用平板１２０ごとに、形成される凹条１２１の本数を異なるようにして、段ごとに配列される繊維の本数を異ならせてもよい。
さらに、位置決め用部材１３０により、各繊維配列用平板１２０に形成された凹条１２１が互いに同一線上となるように配置される２枚の繊維配列用平板１２０の間隔Ｗには特に制限はなく、適宜設定できる。ここで間隔Ｗを大きく設定すると、最終的に得られる繊維配列体として、長尺品を得ることができる。長尺品が得られれば、この繊維配列体を、繊維と交差する方向にスライス、薄片化し、生体関連物質固定化マイクロアレイを製造する際には、１つの繊維配列体から多数枚の生体関連物質固定化マイクロアレイを得ることができ、製造コスト的に有利である。しかしながら、間隔Ｗが大きくなればなるほど、２組の繊維配列用平板１２０の間の繊維の配列状態は厳密には制御されにくくなる。よって間隔Ｗはこれらの観点に鑑みて、適宜設定することが好ましい。
さらに、この例の繊維配列用治具１１０では、まず、２枚の繊維配列用平板１２０を位置決めし、これらに対してそれぞれ他の繊維配列用平板１２０を積層していくことにより、２組の繊維配列用平板１２０の積層物を形成している。各繊維配列用平板１２０に形成された凹条１２１が互いに同一線上となるように所定の間隔をあけて配置される限りにおいては、３枚以上の繊維配列用平板１２０を位置決めし、これらに対してそれぞれ他の繊維配列用平板１２０を積層していき、３組以上の繊維配列用平板１２０の積層物を形成するものであってもよい。例えば、Ｎ組の繊維配列用平板１２０の積層物を形成するものである場合、繊維配列体を、Ｎ−１組製造でき、また、位置決め用部材１３０に設けられる支柱１３２は、２本１組のものがＮ組必要となる。
［繊維配列体の製造方法］
次に、図１３の繊維配列用治具１１０を用いて３０本の繊維を３次元配列する繊維配列工程を行い、さらに、これらの繊維を３次元配列された状態で固定する繊維固定工程を行うことにより、３０本の繊維が３次元配列された状態で固定された図１６に示す繊維配列体１５０を製造する方法について説明する。図１６の繊維配列体１５０においては、矢印方向に沿って３０本の繊維１４０が略平行に内在している。
また、符号１５１は硬化性樹脂であり、３０本の繊維は樹脂により互いの間隔を所定に維持したまま固定されている。
（繊維配列工程）
繊維配列工程としては、２つの具体的な実施形態を好ましく例示することができる。はじめに第１の実施形態について説明する。
第１の実施形態においては、まず図１７に示すように、図１４Ｂの位置決め用部材１３０の２組の支柱１３２に、それぞれスペーサ１３１の位置決め貫通穴を嵌めて、２枚のスペーサ１３１を配置する。ついで、２枚の繊維配列用平板１２０を用意し、その位置決め貫通穴１２２を、位置決め用部材１３０の２組みの支柱１３２にそれぞれ嵌めて、２枚の繊維配列用平板１２０に形成された各凹条１２１が所定の間隔をあけて互いに同一線上となるように配置する第１工程を行う。
ついで、図１８に示すように、同一線上となった凹条１２１に跨るように、すなわち、繊維１４０同士が交差したり重なったりしないように、６本の繊維１４０を１本ずつ配列する第２工程を行う。
その後、位置決め用部材１３０により位置決めされ、さらに各凹条１２１に繊維１４０が１本ずつ配列されたこれら２枚の繊維配列用平板１２０上に、図１９に示すように別の繊維配列用板１２０をそれぞれ積層する第３工程を行う。
第３工程の後、引き続き、配列された各繊維１４０に張力を付与する第４工程を行ってもよいが、その前に、図２０に示すように、ウエイト部材１３４をさらに積層することにより、１段目（最下段）の繊維配列用平板１２０と、その上の２段目の繊維配列用平板１２０との密着状態を維持する仮固定工程を行うことが好ましい。
このように仮固定すると、配列されている６本の繊維１４０が凹条１２１から飛び出したりせず、次に行う第４工程を安定に行うことができ、作業性も高まる。
すなわち、錘として作用するウエイト部材１３４を、積層された繊維配列用平板１２０上にそれぞれ載置する。この際、ウエイト部材１３４としては、図示のような平板状であって、かつ、その両側端近傍に位置決め貫通穴が形成され、支柱１３２により位置決め可能なものを使用すると、ウエイト部材１３４がずれたり落下したりせず好ましい。
第４工程は、配列された各繊維１４０に対して張力を付与する工程であって、繊維配列工程の後に行われる繊維固定工程において、繊維１４０が弛んだ状態で固定されないようにするためのものである。なお、ここで付与する張力は、繊維１４０が塑性変形や破断しない範囲の大きさとする。
繊維１４０に張力を付与し、維持する方法としては、例えば図２１に示すような張力付与装置１６０を使用する方法が挙げられる。
この張力付与装置１６０は、位置決め用部材１３０を載置、固定する載置台１６１と、配列されている繊維１４０の一端１４０ａを固定する繊維固定部１６２と、繊維１４０の他端１４０ｂを引張りつつ固定する固定治具１６３とを備えたものである。固定治具１６３は、繊維１４０の他端１４０ｂを挟持するクランプなどの挟持部材１６３ａと、挟持部材１６３ａに連結されたばね、ゴムなどの弾性体１６３ｂとを備えている。そして、弾性体１６３ｂは載置台１６１が配設されている平板状の基台１６４に固定できるようになっていて、その結果、繊維１４０は張力が付与された状態で維持される。なお、図２１中、符号１６５は丸棒状のガイド部材であり、このガイド部材１６５により、固定治具１６３で繊維１４０を引張る方向を図示のように９０°下方に変化させることができるようになっている。よって、図２２にも示すように、後にさらに４段の繊維１４０を配列していき、各繊維１４０に対して張力を付与する場合でも、弾性体１６３ｂを固定するスペースを基台１６４上にコンパクトに確保しやすい。
さらに、ここでは、ガイド部材１６５の頂頭の高さを、繊維配列用平板１２０に形成された凹条１２１の底部の高さよりも若干低くし、配列された各繊維１４０に、繊維１４０の長さ方向の張力が付与されるだけでなく、繊維１４０が凹条１２１の底部に押しつけられる方向の力が作用するようにすることが好ましい。このようにすることにより、各繊維１４０には弛まないように張力が付与され、かつ、上段側の繊維配列用平板１２０やウエイト部材１３４が取り外された場合であっても繊維１４０が凹条１２１から飛び出さないように維持される。
このように第４工程を行い、図２１の状態とすることにより、１段目の繊維１４０を所定の位置に配列し、これらに張力を付与する作業が終了する。
そして、ウエイト部材１３４による仮固定工程がなされている場合には、２つのウエイト部材１３４を取り外した後、２段目の繊維配列用平板１２０の凹条１２１に対して、上述した第２工程、すなわち、同一線上に位置する凹条１２１に跨るように繊維１４０を１本ずつ配列する工程を行う。その後、さらに、第３工程、必要に応じてなされる仮固定工程、第４工程を同様に行うことにより、２段目の繊維１４０を所定の位置に配列することができる。
なお、各段の配列作業においては、第４工程終了後に、すでに張力が付与されている繊維１４０と、その繊維１４０が配列されている凹条１２１との間に、接着剤を塗り込んで各繊維を凹条１２１に接合する繊維接合工程を行ってもよい。また、このような繊維接合工程は、各段において、２枚の繊維配列用平板１２０の両方の凹条１２１と各繊維１４０とに行ってもよいが、固定治具１６３により固定される繊維１４０の他端１４０ｂ側を繊維配列用平板１２０の凹条に接合することが好ましい。また、ここで使用する接着剤としては、後から容易に繊維配列用平板１２０から除去できるものが好ましく、例えば水溶性の酢酸ビニル系接着剤などが挙げられる。このように、固定治具１６３により固定される繊維１４０の他端１４０ｂ側を繊維配列用平板１２０の凹条に接合することにより、後の繊維固定工程において硬化性樹脂液の充填作業を行う際に、この接合部分からの樹脂液漏れを防ぐことができる。
こうして、これらの各工程を繰り返すことにより、５段目まで繊維１４０を配列し、すべての繊維１４０に対して張力を付与した図２２に示す状態とする。なお、５段目、すなわち最上段の繊維１４０を配列してからその上に他の繊維配列用平板を載置する際（第３工程）に限っては、繊維配列用平板のかわりに凹条の形成されていないスペーサ１３１を積層してもよい。そして、このように最上段に積層されるスペーサ１３１には、十分な強度を備えたものを使用し、このスペーサ１３１と位置決め用部材１３０の基台１３３とで、積層された５段の繊維配列用平板１２０を挟み、ボルト、ネジなどで固定することにより、積層されたこれら繊維配列用平板１２０の積層状態が、後の繊維固定工程などにおいても維持され、繊維配列が乱れないようにすること、すなわち、スペーサ１３１を押さえ板として使用することが好ましい。また、このように押さえ板として最上段に積層されるスペーサ１３１は、位置決め用部材１３０の基台１３３と固定されるかわりに、１段目の繊維配列用平板１２０の下のスペーサ１３１と固定されてもよく、積層された繊維配列用平板１２０の積層状態を固定できればよい。
また、以上の説明においては、繊維１４０を配列する第２工程後、これらの繊維１４０に張力を付与する第４工程の前に、他の繊維配列用平板１２０を積層する第３工程を行っていたが、第２工程後、第４工程を行ってから第３工程を行っても良い。その場合には、第４工程の前に、上述の仮固定工程で使用したような繊維配列用平板１２０との接触面が平面であるウエイト部材１３４を使用して、第４工程中に各繊維１４０が凹条１２１から飛び出さないようにすることが好ましい。
次に、繊維配列工程の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態においても、図２３に示すように、まず、２枚のスペーサ１３１の位置決め貫通穴を位置決め用部材１３０の２組の支柱１３２にそれぞれ嵌めてスペーサ１３１を配置する。ついで１枚の繊維配列用平板１２０を用意し、その位置決め貫通穴１２２を位置決め用部材１３０の１組の支柱１３２に嵌めることにより、この繊維配列用平板１２０を所定の位置に配置する第１工程を行う。
一方、他の繊維配列平板１２０を１枚用意し、図２４に示すようにその凹条１２１に、所定長さに切断された繊維１４０の一端１４０ａ側を１本ずつ配列、接合して、繊維接合済み繊維配列用平板１２０’を製造する第２工程を行う。
ここで、繊維１４０を凹条１２１に接合する方法としては、あらかじめ凹条１２１に接着剤を薄く塗布しておき、その後、繊維１４０の一端１４０ａの側を凹条１２１に配列していく方法が好ましい。その際には、繊維配列用平板１２０の凹条１２１以外の部分に接着剤がはみ出さないように留意し、はみ出した場合にはただちに取り除くことが必要である。繊維配列用平板１２０の凹条１２１以外の部分に接着剤が存在すると、この繊維接合済み繊維配列用平板１２０’の上に他の繊維配列用平板１２０を安定に積層できず、また、最終的に得られる繊維配列体１５０における繊維の配列ピッチにも影響を及ぼす可能性が生じる。
ついで、図２５に示すように、第２工程において凹条１２１に配列、接合された繊維１４０の他端（自由端）１４０ｂの側を、第１工程において位置決め用部材１３０上に配置された繊維配列用平板１２０の凹条に、１本ずつ配列する第３工程を行う。ここでの配列は、繊維１４０の一端１４０ａの側があらかじめ凹条１２１に接合されているので、容易に行うことができる。
そして、図２６に示すように、ここで配列された各繊維１４０が凹条１２１から飛び出さないように、位置決め用部材１３０に配置されている側の繊維配列用平板１２０上に、他の繊維配列用平板１２０を積層する第４工程を行う。
第４工程の後、第５工程を行う前に、図２７に示すように、第４工程で所定の位置に配置された繊維配列用平板１２０の上に、第１実施形態で説明したようなウエイト部材１３４を載せて、１段目（最下段）の繊維配列用平板１２０と２段目の繊維配列用平板１２０との密着状態が維持されるように仮固定工程を行うことが好ましい。このように仮固定すると、配列されている６本の繊維１４０が凹条から飛び出したりせず、次に行う第５工程を安定に行え、その作業性も高まる。
第５工程では、図２８に示すように、繊維接合済み繊維配列用平板１２０’を、この繊維配列用平板１２０’に形成された凹条１２１が、すでに所定の位置に配置されている側の繊維配列用平板１２０の凹条１２１と互いに同一線上となるように所定の間隔をあけて配置し、ついで、好ましくは繊維接合済みの繊維配列用平板１２０’の上にもウエイト部材１３４を載せる。
そして、配列された各繊維１４０に対して、繊維１４０が塑性変形や破断しない範囲の大きさの張力を付与する第６工程を行う。
第６工程には、第１の実施形態において使用したものと同様の張力付与装置１６０を使用し、同様の方法で張力を付与することができるが、この際、繊維１４０の一端１４０ａの側は、すでに繊維接合済み繊維配列用平板１２０’に接合された状態となっていて、さらにこの繊維接合済み繊維配列用平板１２０’は支柱１３２によって動かないように固定されている。よって、繊維１４０に張力を付与しても繊維１４０は動かないため、第２の実施形態では繊維固定部１６２によって繊維１４０を固定する必要はなく、他端１４０ｂの側を固定治具１６３で固定する。
以上のような各工程により、１段目の繊維１４０を所定の位置に配列することができ、その後、第２工程以降を同様に繰り返すことにより、２段目以降の繊維１４０を所定の位置に配列できる。
また、５段目まで繊維１４０の配列が終了した後には、第１の実施形態の場合と同様に、最上段には、凹条がなく押さえ用板としても作用するスペーサ１３１を載せ、それと位置決め用部材１３０の基台１３３などとをボルトやネジで固定して、積層された繊維配列用平板１２０の積層状態を維持し、繊維１４０の配列が乱れないようにすることが好ましい。
さらに、各段の配列作業においては、第６工程終了後に、第１の実施形態において説明したように、すでに張力が付与されている繊維１４０と、その繊維１４０が配列されている凹条１２１との間に、接着剤を塗り込んで各繊維を凹条１２１に接合する繊維接合工程を行ってもよい。なお、このような繊維接合工程を行う場合には、固定治具１６３により固定される繊維１４０の他端１４０ｂ側に対して行う。
また、第２の実施形態に関する以上の説明においては、接合された繊維１４０の他端１４０ｂの側を、すでに所定の位置に配置されている繊維配列用平板１２０の凹条１２１に１本ずつ配列する第３工程の後に、第４工程、第５工程、第６工程を順次行っていたが、第３工程の後に第５工程を行ってから、あるいは、第３工程の後に第５工程と第６工程とを行ってから第４工程を実施してもよい。その場合には、第１の実施形態で使用したようなウエイト部材１３４を使用して、第５工程中や第６工程中に各繊維１４０が凹条１２１から飛び出さないようにすることが好ましい。
なお、図２４に示した繊維接合済みの繊維配列用平板１２０’を効率的に製造する方法、すなわち第２の実施形態における第２工程の効率的な実施方法としては、図２９Ａ、２９Ｂに示すような、巻取機１７０を使用する方法がある。
この巻取機１７０は、軸１７１ａを中心として図２９Ｂ中、矢印方向に回転する繊維巻き取りドラム１７１を具備し、この繊維巻き取りドラム１７１に、繊維１４０をボビン１７２から連続的に供給することによって、繊維巻き取りドラム１７１が繊維１４０を巻き取るものである。また、この巻取機１７０は、繊維巻き取りドラム１７１の軸１７１ａと平行に設けられた移動軸１７３ａに沿って移動する移動ユニット１７３を備え、この移動ユニット１７３には、第１の回転ガイド１７４と繊維ガイドノズル１７５とが固定されている。また、図中、符号１７６は第２の回転ガイド、符号１７７は第３の回転ガイドである。
また、図中、符号１７８はダンサー用回転ガイドであって図中上下方向に移動することにより、供給される繊維１４０が弛まないように、繊維１４０に対して降伏荷重以下の一定の張力を作用させるものである。
具体的には、ダンサー回転ガイド１７８の位置を一定に保つように、ボビン１７２からの繊維１４０の供給を制動する。すなわち、ダンサー回転ガイド１７８の上下方向における位置をボビン１７２が備える図示略の制動機構（ブレーキ）に常時フィードバックし、ダンサー回転ガイド１７８が上昇する場合にはブレーキを弱め、ダンサー回転ガイド１７８が下降する場合にはブレーキを強めるようにする。また、その他には、供給される繊維１４０に作用している張力に対応した電気信号を発する張力検出器を使用して、張力を一定に維持するようにしてもよい。
このような巻取機１７０を使用して、繊維配列用平板１２０の凹条１２１に、所定長さに切断された繊維１４０の一端１４０ａの側を１本ずつ配列、接合して、繊維接合済み繊維配列用平板１２０’を製造する際には、まず、繊維配列用平板１２０の凹条１２１に、繊維１４０の材質に影響を及ぼさない硬化性の接着剤をあらかじめ塗布しておく。ついで、この繊維配列用平板１２０を、凹条１２１が繊維巻き取りドラム１７１の軸１７１ａと直交するように、かつ、凹条１２１が形成されていない側の面がドラム面と接触するようにして、繊維巻き取りドラム１７１のドラム面上に固定する。そして、ボビン１７２から、第２の回転ガイド１７６、ダンサー用回転ガイド１７８、第３の回転ガイド１７７、第１の回転ガイド１７４、繊維ガイドノズル１７５を順次経て、繊維１４０を繊維巻き取りドラム１７１に供給し、繊維１４０の先端をドラム面に固定する。
その後、繊維巻き取りドラム１７１を矢印方向に回転させ続けるとともに、繊維巻き取りドラム１７１が１回転するごとに移動ユニット１７３を繊維巻き取りドラム１７１の軸１７１ａに沿う一方向（図２９Ａ中矢印方向）に、凹条１２１同士の距離分だけ移動させ、移動ユニット１７３に固定された繊維ガイドノズル１７５も同調して移動するようにする。
このようにすることによって、繊維巻き取りドラム１７１に取り付けられた繊維配列用平板１２０の複数の凹条１２１のうち最も側方にある凹条１２１から、順次、繊維を１本ずつ、全ての凹条１２１に配列していくことができる。
そして、全ての凹条１２１に繊維を配列した後、配列された繊維１４０を繊維配列用平板１２０の外方において切開することにより、繊維接合済み繊維配列用平板１２０’を繊維巻き取りドラム１７１から取り外し、得ることができる。
なお、ここで凹条１２１にあらかじめ塗布しておく硬化性の接着剤としては、比較的硬化速度が遅く、高粘度の接着剤を使用することができる。このような接着剤を凹条１２１に塗布した場合には、繊維１４０は接着剤の粘性により粘着した状態となっている。よって、繊維接合済み繊維配列用平板１２０’を繊維巻き取りドラム１７１から取り外した後に、接着剤を硬化させればよい。
その他、硬化性の接着剤としては、紫外線硬化性の接着剤を使用しても良い。その場合には、全ての凹条１２１に繊維１４０を配列した後、繊維１４０を切開する前に、紫外線照射により接着剤を硬化させ、その後、繊維接合済み繊維配列用平板１２０’を繊維巻き取りドラム１７１から取り外せばよい。
また、繊維配列用平板１２０の凹条１２１に、あらかじめこれら硬化性の接着剤を塗布する方法としては、手作業で凹条１２１に接着剤を塗布する方法でもよいが、巻取機１７０にロールコータやディスペンサなどを設けておき、ボビン１７２から供給される繊維１４０、あるいは、繊維巻き取りドラム１７１に固定された繊維配列用平板１２０の凹条１２１に自動的に接着剤を塗布できるようにしてもよい。
また、この例の巻取機１７０は、複数の凹条１２１に対して順次繊維１４０を配列していくために、移動ユニット１７３が移動することにより、移動ユニット１７３に固定された繊維ガイドノズル１７５が、繊維巻き取りドラム１７１の軸１７１ａに沿って一定に移動するものとなっているが、繊維ガイドノズル１７５は移動せず、代わりに繊維巻き取りドラム１７１が軸１７１ａに沿って一定に移動する形態のものであってもよい。
（繊維固定工程）
本発明の繊維配列体の製造方法においては、上述した繊維配列工程の後に、繊維配列工程により３次元配列された繊維１４０を、その状態のままで固定する繊維固定工程を行う。以下、繊維固定工程について、３次元配列された繊維１４０間に硬化性樹脂を充填し、硬化させる方法を例示して説明する。
まず、図３０に示すように、繊維配列工程により、各凹条に配列されるとともに張力を付与された状態にある３０本の繊維１４０における、繊維配列用平板１２０が５段に積層された２組の積層物１８０ａ，１８０ｂの間に渡された部分を囲むように、ポッティングブロック１９０を配置する。
この例でポッティングブロック１９０は、図３１に示すように４片の板状のブロック片１９０ａ，１９０ｂ，１９０ｃ，１９０ｄを図示のように組み合わせることにより筒状となるものである。
この例の４片のブロック片１９０ａ，１９０ｂ，１９０ｃ，１９０ｄは、アルミニウムなどの金属から形成されていて、４片を組み合わせて筒状とした時に、内壁面となる面と、ブロック片同士が接触する面には離型処理がなされている。離型処理の方法としては、図示のように、非接着性の高いテフロン（登録商標）、ポリエチレン、ポリプロピレンなどからなるシート状物１９１を各面に貼着する方法の他、これらの樹脂を各面にコーティングして樹脂皮膜を形成する方法などが挙げられる。このように離型処理がなされていると、後にポッティングブロック１９０内に硬化性樹脂液を流し込み、これを硬化させた後に、ポッティングブロック１９０と硬化した樹脂とを容易に剥離することができる。また、金属からなるブロック片１９０ａ，１９０ｂ，１９０ｃ，１９０ｄにこのように離型処理する代わりに、ポッティングブロック自体を非接着性の高い樹脂から形成してもよい。
また、筒状のポッティングブロック１９０の内壁面のうちの一面には、一端に向けて拡径する半円錐状の切り欠き１９２が形成されていて、詳しくは後述するが、硬化性樹脂液をポッティングブロック１９０内に流し込み、充填する際の充填口となっている。なお、図３１においては、ポッティングブロック１９０の状態をわかりやすくするために、ポッティングブロック１９０を固定する締結具、３０本の繊維、張力付与装置などの図示は略しているが、符号１９３で示すポッティングブロックの中空部に３０本の繊維が図中左右方向に通ることとなる。
このような４片のブロック片１９０ａ，１９０ｂ，１９０ｃ，１９０ｄからなるポッティングブロック１９０を、図３０に示すように、３０本の繊維１４０を囲むように、かつ、ポッティングブロック１９０において充填口が形成されていない側の一端が、一方の繊維配列用平板１２０の積層物１８０ａに密着するようにボルト、ネジなどの締結具１９４で固定する。また、その際には、ポッティングブロック１９０と積層物１８０ａとの密着部分から、後に充填される硬化性樹脂液が洩れないように、剥離性と弾力性を備えたシリコーンゴムなどからなるシール部材１９５を介在させる。
その後、図３２に示すように、充填口が形成されている側の一端（開口端）が上方となるように、ポッティングブロック１９０を、３０本の繊維１４０、繊維配列用治具１１０、張力付与装置１６０とともに直立させる。
そして、ポッティングブロック１９０に形成された半円錐状の切り欠き１９２からなる充填口に、硬化性樹脂液が投入されたカップ１９６の注ぎ口を合わせて、ポッティングブロック１９０の内壁面に沿うように、ポッティングブロック１９０の中空部１９３内へ硬化性樹脂液を流し込む。その後、所定温度で所定時間放置して、流し込まれた硬化性樹脂液を硬化させる。
硬化性樹脂液を、ポッティングブロック１９０内に充填する方法としては、図３３に示すような方法でもよい。
すなわち、ポッティングブロック１９０における、積層物１８０ａと密着することにより閉塞されている側の一端近傍の側壁に、樹脂液を注入するための樹脂注入口を形成する。ついで、チューブ１９８を用意して、この樹脂注入口にチューブ１９８の一端側を挿通し、チューブ１９８の他端には漏斗１９９を接続する。そして、この漏斗１９９に硬化性樹脂液を注ぎ込むことにより、ポッティングブロック１９０内に硬化性樹脂液を下方から上方にむけて充填していく。
なお、このように硬化性樹脂液を充填する際には、あらかじめ硬化性樹脂液を真空下において撹拌し、脱泡しておくことが好ましい。このように脱泡しておくと、硬化後の樹脂の内部には空隙がなく、繊維１４０間にも十分に樹脂が行き渡った状態となる。さらに好ましくは、このように硬化性樹脂液を十分に脱泡しておくとともに、上述の樹脂充填作業を減圧下で行うことが好ましい。
ポッティングブロック１９０内に充填した硬化性樹脂液が硬化した後、ポッティングブロック１９０を４片のブロック片１９０ａ，１９０ｂ，１９０ｃ，１９０ｄに分解する。そして、３０本の繊維１４０と、これらを固定する硬化性樹脂１５１とからなる繊維配列体１５０を、張力付与装置１６０および各繊維配列用平板１２０とから分離し、適宜繊維１４０を切断することにより、図１６に示すような状態、あるいは、図３４や図３５に示すような状態などの繊維配列体１５０を得ることができる。
ここで使用される硬化性樹脂の種類としては、硬化性樹脂液が常温において低粘度の液状であり、ポッティングブロック１９０の中空部１９３への充填および硬化を常温で行え、硬化した後に刃物などで容易に一定の厚さに薄片化でき、さらに、得られた薄片が欠けたり割れたりしない適度の硬度と弾力性を有するものが好ましい。このような硬化性樹脂としては、例えばウレタン樹脂などの２液反応硬化性樹脂が挙げられる。
（繊維）
以上、複数本の繊維１４０を３次元配列する繊維配列工程と、３次元配列された繊維１４０を固定する繊維固定工程とについて説明したが、このように配列、固定される繊維の種類としては特に制限はなく、合成繊維、半合成繊維、再生繊維、無機繊維などの化学繊維や、天然繊維などが挙げられる。
合成繊維の代表例としては、ナイロン６、ナイロン６６、芳香族ポリアミドなどのポリアミド系の各種繊維；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリグリコール酸などのポリエステル系の各種繊維；ポリアクリロニトリルなどのアクリル系の各種繊維；ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系の各種繊維；ポリビニルアルコール系の各種繊維；ポリ塩化ビニリデン系の各種繊維；ポリ塩化ビニル系繊維、ポリウレタン系の各種繊維；フェノール系繊維；ポリフッ化ビニリデンやポリテトラフルオロエチレンなどからなるフッ素系繊維；ポリアルキレンパラオキシベンゾエート系繊維；ポリメチルメタクリレートなどの（メタ）アクリル系樹脂を用いた繊維；ポリカーボネート系樹脂を用いた繊維などが挙げられる。
半合成繊維の代表例としては、ジアセテート、トリアセテート、キチン、キトサンなどを原料としたセルロース系誘導体系各種繊維；プロミックスと呼称される蛋白質系の各種繊維などが挙げられる。
再生繊維の代表例としては、ビスコース法や銅−アンモニア法、あるいは有機溶剤法により得られるセルロース系の各種再生繊維（レーヨン、キュプラ、ポリノジックなど）などが挙げられる。
無機繊維の代表例としては、ガラス繊維、炭素繊維などが挙げられる。
天然繊維の代表例としては、綿、亜麻、苧麻、黄麻などの植物繊維、羊毛、絹などの動物繊維、石綿などの鉱物繊維などが挙げられる。
繊維配列体１５０の製造には、これら繊維１４０を適宜使用できるが、繊維配列工程においては上述したように繊維１４０に張力を付与するので、好ましくは、これらのなかでも弾性率および降伏強度の高いポリカーボネート系繊維、ポリエステル系繊維、ナイロン系繊維、芳香族ポリアミド繊維などが好ましく用いられる。
また、天然繊維以外の繊維は、溶融紡糸法、湿式紡糸法、乾式紡糸法などの公知の紡糸技術や、これらを組み合わせた技術により得られ、このようにして得られたものをいずれも使用できる。
さらに、これら繊維１４０は、無処理のものをそのまま用いてもよいが、必要に応じて、反応性官能基を導入したものを使用してもよいし、プラズマ処理やγ線、電子線などの放射線処理を施したものを使用してもよい。
また、これらの繊維１４０の形態には特に制限はなく、モノフィラメントであってもよく、マルチフィラメントであってもよい。さらに、単繊維を紡績した紡績糸でもよい。また、中空繊維、多孔質構造の繊維などでも良い。中空繊維は、特殊なノズルを用いた公知の方法などで製造することができる。
また、繊維１４０の外径にも特に制限はなく、所望の外径のものを使用できるが、外径が小さすぎると破断しやすくなるなど、取扱性が低下する。一方、繊維１４０の外径が小さいほど、繊維１４０を高密度に配列させることが可能となる。よって、繊維１４０の外径は取扱性と所望の配列密度との兼ね合いにより設定するが、繊維１本の外径は５００μｍ以下が好ましく、より好ましくは３００〜１００μｍである。繊維１４０としてマルチフィラメントを使用する場合には、８３ｄｔｅｘ／３６フィラメントや８２ｄｔｅｘ／４５フィラメントなどをそのまま用いることもできる。
例えば、後述するように繊維配列体１５０から生体関連物質固定化マイクロアレイを製造する際に、繊維１４０として外径１５０μｍのモノフィラメントを使用し、これを２００μｍの配列ピッチで配列した場合、１ｃｍ２の正方形内に配列可能な繊維１４０の本数は２４００本である。したがって、１本の繊維に１種類の生体関連物質を固定化することにより、１ｃｍ２あたり２４００種類の生体関連物質を固定化することができる。また、外径が２００μｍ程度の多孔質繊維、中空繊維または多孔質中空繊維のモノフィラメントを約３００μｍの配列ピッチで配列した場合、１ｃｍ２あたり約１０００本の繊維が配列された繊維配列体１５０を得ることができ、１本の繊維に１種類の生体関連物質を固定化することにより、１ｃｍ２あたり１０００種類の生体関連物質を固定化することができる。
［生体関連物質固定化マイクロアレイの製造方法］
次に、上述した繊維配列工程と、繊維固定工程とを行って得られた繊維配列体１５０から、生体関連物質固定化マイクロアレイを製造する方法について説明する。
繊維配列工程と繊維固定工程とにおいて、３次元に配列、固定する繊維１４０として、あらかじめ生体関連物質が固定化されたものを用いた場合には、得られた図１６のような繊維配列体１５０を、繊維１４０と交差する方向にスライスして、薄片化することにより、図３６に示すような、生体関連物質が固定化された繊維１４０が硬化性樹脂により固定され、繊維１４０の断面が両面に露出した薄片状の生体関連物質固定化マイクロアレイ２００を得ることができる。スライスの方向は、繊維１４０の長手方向と交差する方向であればよいが、好ましくは繊維１４０の長手方向に対して垂直方向である。
繊維１４０に固定化された生体関連物質が、例えば、核酸である場合、得られた生体関連物質固定化マイクロアレイ２００に検体を供しハイブリダイゼーションを行うことにより、繊維に固定化された核酸をプローブとして検体中に存在する特定の核酸配列を検出することができる。
なお、繊維１４０として、マルチフィラメントや紡績糸などを用いる場合には、単繊維間の空隙に生体関連物質を固定することができる。また、繊維１４０として中空、多孔質繊維を用いる場合には、繊維１４０内の中空部や空隙に生体関連物質を固定することができる。
一方、繊維配列工程と繊維固定工程とにおいて、３次元に配列、固定する繊維１４０として、生体関連物質が固定化されていないものを用いた場合には、例えば図３４または図３５に示す状態、すなわち、繊維１４０の少なくとも一方が硬化性樹脂１５１より延出した状態で繊維配列体１５０を得て、ついで、この繊維配列体１５０の各繊維１４０に生体関連物質を固定化してから、繊維配列体１５０を繊維１４０と交差する方向にスライスして、薄片化する。
生体関連物質が固定化されていない繊維１４０が配列された図３４の繊維配列体１５０の各繊維１４０に生体関連物質を固定化する方法としては、例えば図３７に示す方法が挙げられる。この方法は繊維１４０として、繊維一端を減圧することで繊維他端から液の吸い上げが可能な多孔質繊維、中空繊維、多孔質中空繊維を用いた場合に有効な方法である。
まず、繊維１４０の本数と同じ数の容器１９７、すなわちこの例では３０個の容器１９７を用意し、各容器１９７に生体関連物質を含む液体を入れておく。そして、繊維配列体１５０における硬化性樹脂１５１から延出した繊維１４０の一端を、１本ずつ液体が投入された容器１９７に浸す。そして、繊維１４０の他端から液体を吸引することによって、各繊維１４０の中空部や多孔質部に生体関連物質を含む液体がそれぞれ吸い上げられ、各繊維１４０内に生体関連物質を導入することができる。各繊維１４０に導入される生体関連物質の種類は、３０本の繊維１４０に対して全て異なっていてもよい。また複数本の繊維をグループとし、そのグループに同じ種類の生体関連物質を導入しても良い。
このように繊維１４０内に導入される生体関連物質としては、デオキシリボ核酸（ＤＮＡ）やリボ核酸（ＲＮＡ）、ペプチド核酸（ＰＮＡ）、オキシペプチド核酸（ＯＰＮＡ）などの核酸、あるいは、蛋白質、多糖類などが挙げられる。生体関連物質は市販のものを使用してもよいし、生細胞などから得られたものでもよい。
生体関連物質として核酸を用いる場合、生細胞からのＤＮＡまたはＲＮＡの調製は、公知の方法により行えばよい。例えばＤＮＡの抽出は、Ｂｌｉｎらの方法（Ｂｌｉｎ  ｅｔ  ａｌ．，Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．３：２３０３（（１９７６））などにより行うことができる。ＲＮＡの抽出は、Ｆａｖａｌｏｒｏらの方法（Ｆａｖａｌｏｒｏ  ｅｔ  ａｌ．，Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｅｎｚｙｍｏｌ．６５：７１８（１９８０））などにより行うことができる。
また鎖状若しくは環状のプラスミドＤＮＡや染色体ＤＮＡ、これらを制限酵素を使用して切断、または化学的に切断したＤＮＡ断片、試験管内で酵素などにより合成されたＤＮＡ、または化学合成したＤＮＡなどを用いることもできる。
これら生体関連物質はそのままでの状態で使用してもよいし、生体関連物質に化学的修飾を施した誘導体の形態や、必要に応じて変成させた形態としてから、使用してもよい。例えば、生体関連物質として核酸を用いる場合には、核酸の化学的修飾には、アミノ化、ビオチン化、ディゴキシゲニン化などが知られており（Ｃｕｒｒｅｎｔ  ＰｒｏｔｏｃｏｌｓＩｎ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｅｄ．；Ｆｒｅｄｅｒｉｃｋ  Ｍ．Ａｕｓｕｂｅｌ  ｅｔ  ａｌ．（１９９０）、脱アイソトープ実験プロトコール（１）ＤＩＧハイブリダイゼーション（秀潤社））、これらの修飾法を採用することができる。
繊維１４０内に生体関連物質を導入した後、固定化する方法としては、繊維１４０と生体関連物質との間の各種化学的または物理的な相互作用、すなわち繊維１４０が有している官能基と、生体関連物質を構成する成分との化学的または物理的な相互作用を利用することができる。
また、多孔質繊維、中空繊維または多孔質中空繊維については、上述の方法などで繊維配列体１５０を構成する繊維１４０の中空部または多孔質部に生体関連物質を含む液体を吸引、導入した後、繊維１４０の中空部または多孔質部の内壁面などに存在する官能基と生体関連物質を構成する成分との間の相互作用を利用してこれらの繊維１４０に生体関連物質を固定化することができる。
無修飾の核酸を繊維１４０に固定化する場合には、核酸と繊維１４０とを作用させた後、ベーキングや紫外線照射により固定化することができる。また、アミノ基で修飾された核酸を繊維１４０に固定化する場合には、グルタルアルデヒドや１−エチル−３−（３−ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（ＥＤＣ）などの架橋剤を用いて繊維の官能基と結合させることができる。さらに、例えば熱処理、アルカリ処理、界面活性剤処理などを行うことにより、固定化された生体関連物質を変成させたりしてもよいし、細胞、菌体などの生材料から得られた生体関連物質を使用する場合は、不要な細胞成分などを除去するといった処理を行ってもよい。なお、これらの処理は別々に実施してもよく、同時に実施してもよい。また、生体関連物質を含む試料に対してこれらの処理を行ってから、繊維１４０に固定化してもよい。
以上説明したように、複数本の繊維１４０を３次元配列させる際に、繊維配列用治具１１０として、繊維１４０が１本ずつ配列される複数の凹条１２１が、互いに略平行に一方の面上に形成された複数枚の繊維配列用平板１２０と、これら繊維配列用平板１２０を所定の位置に配置するための位置決め用部材１３０とを有し、この位置決め用部材１３０により、繊維配列用平板１２０のうち少なくとも２枚は、各繊維配列用平板１２０に形成された凹条１２１が互いに同一線上となるように間隔をあけて配置されるとともに、他の繊維配列用平板１２０が、これら繊維配列用平板１２０上に１枚以上積層されるものを使用することによって、繊維１４０を高密度、高精度で、効率よく配列することができ、繊維配列体１５０を工業的に大量生産することも可能となる。すなわち、このような繊維配列用治具１１０を使用すると、従来のように、治具に形成された孔に繊維を１本ずつ挿入して貫通させるなどの手間がかからない。また、挿入する繊維をピンセットなどで孔まで導く必要がないので、既に挿入されている隣接した孔の繊維が、ピンセットなどによる繊維挿入作業の邪魔になるなどの問題も発生しない。また、繊維１４０を孔に挿入するのではなく凹条１２１に配列する作業であるため、繊維外径が細く剛性が低いものであっても、容易に配列でき、繊維１４０の高密度化が可能となる。
また、このような繊維配列用治具１１０を使用した場合、繊維配列工程の分業化が可能となり、その点からも繊維配列体１５０の生産性が向上する。
例えば、上述した繊維配列工程を第２の実施形態により行う場合、図２９Ａ、２９Ｂの巻取機１７０を使用して、連続的に大量の繊維接合済み繊維配列用平板１２０’を製造する工程と、それ以外の工程とを分業化することにより、異なる作業者が並列して作業を進めていくことが可能となる。一方、従来のように孔が形成された治具に繊維を１本ずつ挿入していく作業では、全ての繊維を順次挿入する作業が全体として１つの工程であり分業化は困難であり、作業の効率性は低かった。
すなわち、以上説明した繊維配列用治具１１０を使用することによって、たとえ繊維外径が小さく取扱いにくい繊維であっても、高密度で正確に、しかも効率的に配列でき、また、分業化も可能であるので、繊維配列体を大量生産でき、その結果、多種の試料を分析可能な生体関連物質固定化マイクロアレイをも大量生産することができる。
【実施例】  本発明を以下の実施例により具体的に説明する。
［参考例１］
以下のプローブＡおよびプローブＢを合成した。
2004101414.tif 000003
オリゴヌクレオチドの合成はＰＥバイオシステムズ社の自動合成機ＤＮＡ／ＲＮＡ  ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｒ（ｍｏｄｅｌ３９４）を用いて行いた。ＤＮＡ合成の最終ステップでアミノリンクＩＩ（商標名）（アプライドバイオシステム社）を用いそれぞれのオリゴヌクレオチドの５’末端にアミノヘキシル基〔ＮＨ２（ＣＨ２）６−〕を導入した。
［参考例２］
以下の組成からなる溶液Ａを調製した。
ＰＭＭＡモノアクリレート（分子量６０００）：５質量部
トルエン：９５質量部
［参考例３］
以下の組成からなる溶液Ｂを調製した。
アクリルアミド：９質量部
Ｎ，Ｎ’−メチレンビスアクリルアミド：１質量部
２，２’−アゾビス（２−メチルプロピオンアミジン）ジヒドロクロライド（Ｖ−５０）：０．１質量部
水：９０質量部
【実施例１】（１）中空繊維への生体関連物質の導入および固定化
ナイロン製中空繊維（外径０．２８ｍｍ、内径（中空部直径）０．２ｍｍ、ナイロン６製、溶融紡糸品）を７００ｍｍに切断し、９００本のナイロン製中空繊維を用意した。これらの中空繊維の中空部に、一方の端部から蟻酸を吸引し、１分間保持した。次に、中空部に室温の水を多量に導入して十分洗浄し、その後、乾燥することによりナイロン製中空繊維の前処理を行った。
この前処理を行ったナイロン製中空繊維の内壁に、参考例１において合成したアミノ基を有するオリゴヌクレオチドのプローブＡおよびプローブＢを固定化した。具体的には、４５０本の中空繊維の一方の端部より、リン酸カリウム溶液緩衝液にプローブＡを加えた溶液を導入、別の４５０本の中空繊維の一方の端部より、リン酸カリウム溶液緩衝液にプローブＢを加えた溶液を導入した後、２０℃で終夜保持した。
その後、リン酸カリウム溶液緩衝液、塩化カリウム溶液水で、ナイロン製中空繊維内部を洗浄し、プローブＡ、プローブＢが中空繊維の内壁面に固定化された各４５０本の生体関連物質固定化ナイロン製中空繊維を得た。
（２）生体関連物質固定化中空繊維配列体の作製
（ｉ）繊維配列工程
図１７〜図２２を示して説明した第１の実施形態に則って、繊維配列工程を行い、９００本の生体関連物質固定化ナイロン製中空繊維を３０列×３０段に配列させた。
具体的には、繊維配列用治具１１０の繊維配列用平板１２０として、幅３０ｍｍ、長さ（凹条の方向）１０ｍｍ、厚さ０．４２ｍｍのＳＵＳ３０４バネ鋼製の平板に、幅０．３ｍｍ、深さ０．３ｍｍの凹条１２１が、０．４２ｍｍピッチで平行に３０本形成され、両側端近傍（幅方向）には、直径４ｍｍの位置決め用貫通穴１２２が形成されたものを６０枚使用した。
一方、この繊維配列用平板１２０を所定の位置に位置決めする位置決め用部材１３０としては、矩形平板からなる基台１３３に、２本１組の支柱１３２が２組立てられたものを使用した。なお、一方の組と他方の組との支柱間の間隔は１５０ｍｍである。
また、スペーサ１３１として、厚さが１５ｍｍであって、凹条が形成されていない以外は、繊維配列用平板１２０と同じ大きさで、同様に位置決め用貫通穴が形成された平板を用意した。
なお、各繊維配列用平板１２０の凹条１２１には、プローブＡが内壁に固定化されたナイロン製中空繊維と、プローブＢが内壁に固定化されたナイロン製中空繊維とを交互に平行に配列した。また、１ｋｇのウエイト部材１３４を使用した仮固定工程を各段ごとに実施した。
また、各繊維への張力付与には、図２１に示した張力付与装置１６０を使用し、各ナイロン製中空繊維に対して、１５Ｎの荷重が作用するように張力を付与し、全繊維を弛みがないよう引き揃えた。
さらに、各段の配列作業においては、第４工程終了後に、固定治具１６３側のウエイト部材１３４と、その下の繊維配列用平板１２０とを一旦取り外して、中空繊維と、それが配列されている凹条１２１との間に、接着剤を塗り込んで各繊維を凹条１２１に接合する繊維接合工程を行った。接着剤には、水溶性の酢酸ビニル系接着剤（ボンド木工用「速乾」：コニシ（株））を使用し、これを、ウレタン製ブレードの付いたスキージで、接着剤と凹条１２１と中空繊維との間に十分行き渡るようすり込んだ。また、こうしてすり込んだ後、再び繊維配列用平板１２０とウエイト部材１３４とを乗せ、約２００Ｎの荷重で数秒間圧着する作業を行った。
また、３０段目の繊維を配列してから、その上に他の繊維配列用平板を載置する際（第３工程）に限っては、繊維配列用平板の代わりに凹条の形成されていない、上記スペーサ１３１を積層し、押さえ用板として使用した。すなわち、最上段に積層されたスペーサ１３１を位置決め用部材１３０の基台１３３にネジで固定した。
（ｉｉ）繊維固定工程
図３２に則って、硬化性樹脂液をポッティングブロック１９０の中空部１９３に充填した。
具体的には、ポッティングブロック１９０として、厚さ１１．１ｍｍ、幅５０ｍｍ、長さ１００ｍｍのアルミニウム板（ａ）２枚と、厚さ１９．５ｍｍ、幅１４．８ｍｍ、長さ１００ｍｍのアルミニウムブロック（ｂ）２つの合計４片を使用した。そして、厚さ０．１３ｍｍ、幅５０ｍｍのテフロン（登録商標）粘着テープ（ニトフロン粘着テープ：日東電工（株）製）を使用して、ポッティングブロック１９０の離型処理を行った。すなわち、テフロン（登録商標）粘着テープを、上記２枚のアルミニウム板（ａ）の片面（幅５０ｍｍ×長さ１００ｍｍの面）と、上記２つのアルミニウムブロック（ｂ）の３面（１９．５ｍｍ×長さ１００ｍｍの面のうち１面を除いた３面）に貼着した。なお、アルミニウム板（ａ）のうちの１枚には、半円錐状の切り欠き１９２からなる充填口が一面の一端側に形成されていて、この面にテフロン（登録商標）粘着テープを貼着した。
そして、これらの４片を図３１に示すように組み合わせ、上記（ｉ）で配列された３０列×３０段の生体関連物質固定化ナイロン製中空繊維を囲み、ポッティングブロック１９０による２０ｍｍ×２０ｍｍ×１００ｍｍの中空部１９３を形成した。なお、ポッティングブロック１９０と積層物１８０ａとの密着部分から、充填される硬化性樹脂液が洩れないように介在させるシール部材１９５としては、厚さ１ｍｍのシリコン製パッキンを使用した。シリコン製パッキンは、ポッティングブロック１９０の端面と同形で、同様に２０ｍｍ×２０ｍｍの開口部があり、その一部が切開されているものを使用し、この切開部を広げ３０列×３０段のナイロン製中空繊維を跨ぐようにして配置した。また、積層物１８０ａとポッティングブロック１９０とは締結具１９４であるネジで圧着固定した。
そして、真空下で攪拌混合して脱泡しておいた２液性のポリウレタン樹脂（硬化剤：ニッポラン４２７６、主剤：カーボンブラックを２質量部添加したコロネート４４０３、混合比：硬化剤３８質量部、硬化剤６２質量部、日本ポリウレタン工業（株）製）を、図３２に示すようにカップ１９６からポッティングブロック１９０の中空部１９３へと、ポッティングブロック１９０の内壁面に沿って注ぎ、充填した。
この状態のままで、室温で１６時間保持して樹脂を硬化させた後、ポッティングブロック１９０を４片に分解し、ナイロン製中空繊維間にポリウレタン樹脂が充填され、断面寸法が２０ｍｍ×２０ｍｍで長さ８０ｍｍである、内壁に生体関連物質が固定化された図１６の形態のナイロン製中空繊維の繊維配列体（３０列×３０段）を得た。
そして、この繊維配列体を厚さ０．５ｍｍにスライスして薄片化し、約１４０枚の生体関連物質固定化マイクロアレイを得た。
【実施例２】（１）生体関連物質非固定中空繊維配列体の作製
（ｉ）繊維配列工程
図２３〜図３０を示して説明した第２の実施形態に則って、繊維配列工程を行い、９００本の生体関連物質が固定されていないポリカーボネート製中空繊維を３０列×３０段に配列させた。
具体的には、繊維配列用治具１１０としては実施例１で使用したものと同じものを使用し、そのうちの３０枚の繊維配列用平板１２０の各凹条１２１に繊維を接合し、３０本の繊維が接合した３０枚の繊維接合済み繊維配列用平板１２０’を作製した。３０枚の繊維接合済み繊維配列用平板１２０’の作製には、図２９Ａ、２９Ｂの巻取機１７０を使用した。すなわち、繊維配列用平板１２０の各凹条１２１に、水溶性の酢酸ビニル系接着剤（ボンド木工用「速乾」：コニシ（株）製）を塗布したものを、図２９Ａ、２９Ｂに示す巻取機１７０の繊維巻き取りドラム（直径３２０ｍｍ）１７１に固定し、ポリカーボネート製中空繊維（外径０．２８ｍｍ、中空部直径０．１６ｍｍ、カーボンブラック１質量部添加ポリカーボネート製、溶融紡糸品）が巻き取られたボビン１７２から、ポリカーボネート製中空繊維を０．１Ｎの張力がかかるように巻き出し、固定された繊維配列用平板１２０の３０本の凹条１２１に連続的に挿入した。
ついで、ポリカーボネート製中空糸を挿入したことにより凹条１２１からはみ出した接着剤を、ウレタン製ブレードのついたスキージで凹条１２１に良くすり込み、余分な接着剤を確実に除去した後、繊維配列用平板１２０から３０ｃｍ離れた部分でポリカーボネート製中空繊維を繊維巻き取りドラム１７１の軸１７１ａと平行に切開し、繊維接合済み繊維配列用平板１２０’を繊維巻取りドラム１７１から取り外した。得られた繊維接合済み繊維配列用平板１２０’は、ポリカーボネート製中空繊維が互いに絡み合わないように、繊維接合済み繊維配列用平板１２０’に形成されている位置決め貫通穴を利用して、吊り下げた状態で保管した。
この作業を３０回繰り返し、３０本のポリカーボネート製中空繊維が凹条１２１に接合されたポリカーボネート製中空繊維接合済み繊維配列用平板１２０’を３０枚作製した。
また、得られたこれら３０枚の繊維接合済み繊維配列用平板１２０’の各中空繊維内壁には、ＰＭＭＡモノアクリレートを導入した。
具体的には、繊維接合済み繊維配列用平板１２０’の３０本のポリカーボネート繊維の一端を、参考例２で調製した溶液Ａが入った円筒容器に浸した。一方、他端を、粘着剤が付いた幅２０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚さ１ｍｍのシリコンテープの粘着剤側に平行に並べた後、繊維が長手方向となる円柱状に巻きあげ、その円柱の長手方向の中央部で繊維に対して略垂直方向に切断し、３０本の中空繊維の端面を露出させた。ついで、この端面を、その直径よりも小さな内径のポリカーボネート製パイプの一端に圧入した。ついで、このパイプの他端をトラップを介して真空ポンプに接続することにより、溶液Ａをポリカーボネート製中空繊維内に減圧吸引した。
ポリカーボネート製中空繊維内に導入した溶液をトラップへ除去した後、溶液Ａの入った容器からポリカーボネート製中空糸繊維の一端を取り出し、そのまま真空ポンプを作動させた。このようにして中空繊維内に空気を吸引することにより、ポリカーボネート製中空繊維内壁の溶剤を蒸発させ、中空繊維内壁にＰＭＭＡモノアクリレートを導入した。
こうして得られた、内壁にＰＭＭＡモノアクリレートが導入された中空繊維が凹条１２１に３０本接合された３０枚の繊維接合済み繊維配列用平板１２０’と、繊維が接合されていない３０枚の繊維配列用平板１２０と、実施例１で使用したものと同じ位置決め用部材１３０とで、第２の実施形態に則って繊維配列工程を行い、９００本の繊維を３０列×３０段に配列させた。
さらに、各段の配列作業においては、第６工程終了後に、固定治具１６３側のウエイト部材１３４と、その下の繊維配列用平板１２０とを一旦取り外して、中空繊維と、それが配列されている凹条１２１との間に、実施例１で使用したものと同じ接着剤を塗り込んで各繊維を凹条１２１に接合する繊維接合工程を行った。また、こうしてすり込んだ後、再び繊維配列用平板１２０とウエイト部材１３４とを乗せ、２００Ｎの荷重で数秒間圧着する作業を行った。
なお、３０段目の繊維を配列してから、その上に他の繊維配列用平板を載置する際（第４工程）に限っては、繊維配列用平板の代わりに凹条の形成されていない、実施例１と同じスペーサ１３１を積層し、押さえ用板として使用した。すなわち、最上段に積層されたスペーサ１３１を位置決め用部材１３０の基台１３３にネジで固定した。また、各繊維には、実施例１と同様に張力付与装置１６０を使用し、約１５Ｎの荷重を作用させ、張力を付与した。
（ｉｉ）繊維固定工程
図３３に則って、硬化性樹脂液をポッティングブロック１９０の中空部１９３に充填した。
具体的には、ポッティングブロック１９０として、実施例１で使用したものと同じものを使用し、実施例１と同じテフロン（登録商標）粘着テープを貼着した。ただし、実施例１とは異なり、充填口のかわりに、１枚のアルミニウム板（ａ）に、直径９．８ｍｍの円形の樹脂注入口が形成されたものを使用した。樹脂注入口は、アルミニウム板（ａ）の幅方向の中央であって、一方の短辺から１２ｍｍの位置に形成されている。また、テフロン（登録商標）粘着テープが樹脂注入口を塞がないように、テフロン（登録商標）粘着テープを樹脂注入口の形状に沿ってくり抜いた。そして、これらの４片を実施例１の場合と同様に組み合わせ、図３３に示すように、上記（ｉ）で配列された３０列×３０段の生体関連物質非固定化ポリカーボネート製中空繊維を囲み、ポッティングブロック１９０による２０ｍｍ×２０ｍｍ×１００ｍｍの中空部１９３を形成した。なお、ポッティングブロック１９０と積層物１８０ａとの密着部分から、充填される硬化性樹脂液が洩れないように、その部分には、実施例１と同じシール部材１９５を介在させた。また、積層物１８０ａとポッティングブロック１９０とは締結具１９４であるネジで圧着固定した。
そして、図３３に例示したように、アルミニウム板（ａ）に形成された樹脂注入口に、外径１０ｍｍ、内径８ｍｍのビニルチューブ１９８の一端を押し込み、他端を漏斗１９９に接続し、予め真空下で脱泡と攪拌混合しておいた実施例１と同じ２液性のポリウレタン樹脂をこの漏斗１９９に注ぎ、ポッティングブロック１９０内に樹脂を充填した。
この状態のままで、室温で１６時間保持して樹脂を硬化させた後、ポッティングブロック１９０を４片に分解し、ポリカーボネート製中空繊維間にポリウレタン樹脂が充填され、断面寸法が２０ｍｍ×２０ｍｍで長さ８０ｍｍである、内壁に生体関連物質が固定化された図３５に示す形態のポリカーボネート製中空繊維の繊維配列体（３０列×３０段）を得た。
（２）生体関連物質非固定中空繊維配列体への生体関連物質の固定
参考例１において合成したプローブＡまたはプローブＢを、参考例３で調製した溶液Ｂに添加して、プローブＡまたはプローブＢのいずれかが０．５ｎｍｏｌ／Ｌの濃度で含まれるプローブＡ水溶液、プローブＢ水溶液を調製した。
次に、得られた繊維配列体における樹脂で固定化されていない部分のポリカーボネート製中空繊維の一端を全て束ね、束ねた部分を輪ゴムで縛り、縛った部分より少し先端側を切断した。この切断端を、先に繊維同士を固定するのに使用したものと同じウレタン樹脂液が、容器の深さ１／３程度まで注入された内径１５ｍｍ、高さ３０ｍｍの円筒状容器内に浸し、ついでウレタン樹脂を硬化させて、ポリカーボネート製中空繊維を封止した。
一方、ポリカーボネート製中空繊維の他端を、各段毎に１本置きに取り分け、全段で１５本×３０段分の束を２束作り、各４５０本の束の先端を、それぞれプローブＡ水溶液、プローブＢ水溶液の入った容器に挿入した。
ついで、一端が封止され、他端がプローブＡ水溶液とプローブＢ水溶液の容器に挿入されたものを、そのまま加熱可能なチャンバー内に配置して、チャンバー内を５分間減圧に保持した。その後、窒素ガスを徐々にチャンバー内に導入して常圧に戻す操作により、中空繊維内にプローブＡ水溶液、プローブＢ水溶液を吸引させた。そして常圧の窒素が充満したチャンバーを７０℃の設定温度にて３時間加熱した後、その後加熱を停止し室温放置する処方で重合反応を行った。
その結果、生体関連物質であるプローブＡ、プローブＢが固定化されたゲルを内部に保持するポリカーボネート製中空繊維配列体を得た。
そして、この繊維配列体を厚さ０．５ｍｍにスライスして薄片化し、１４０枚の生体関連物質固定化マイクロアレイを得た。
【産業上の利用可能性】  以上説明したように本発明の繊維配列用装置を使用することによって、非常に短時間で繊維を正確に高密度で配列することができる。また、従来のように治具の孔に繊維を挿入することにより配列する方法に比べて、本発明によれば、繊維の配列間違えを防止することもできる。
よって、本発明によれば、生体関連物質が固定化した繊維の繊維配列体を効率的に製造し、これを繊維と交差する方向にスライスして、薄片化することにより、検体中の特定の生体関連物質の種類および量を検出可能な生体関連物質固定化マイクロアレイを容易に大量生産できる。
また、本発明の繊維配列用治具を使用することによって、繊維を高密度、高精度で、効率よく３次元配列することができ、３次元配列された繊維が樹脂などで固定された繊維配列体を工業的に大量生産できる。
すなわち、本発明の繊維配列用治具を使用すると、従来のように、治具に形成された孔に繊維を１本ずつ挿入して貫通させるなどの手間がかからない。また、挿入する繊維をピンセットなどで孔まで導く必要がないので、既に挿入されている隣接した孔の繊維が、ピンセットなどによる繊維挿入作業の邪魔になるなどの問題も発生しない。また、本発明によれば、繊維を孔に挿入するのではなく凹条に配列する作業であるため、繊維外径が細く剛性が低いものであっても、容易に配列でき、繊維の高密度化が可能となる。
また、本発明の繊維配列用治具を使用した場合、繊維配列工程の分業化が可能となり、その点からも繊維配列体の生産性が向上する。
したがって、本発明の繊維配列用治具を使用して核酸、蛋白質、多糖類などの生体関連物質が固定化した繊維の繊維配列体を製造し、これを繊維と交差する方向にスライスして、薄片化することにより、検体中の特定の生体関連物質の種類および量を検出可能な生体関連物質固定化マイクロアレイを容易に大量生産できる。
【配列表フリーテキスト】配列番号１：合成ＤＮＡ
配列番号２：合成ＤＮＡ
【配列表】
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【図１】
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【図２】
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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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【国際調査報告】
2004101414.tif 000043
2004101414.tif 000044
2004101414.tif 000045
2004101414.tif 000046