CN1822999A - 纤维排列装置、使用该装置的纤维排列方法、纤维排列夹具、制造纤维排列体的方法以及制造固定有有机体相关物质的微阵列的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于三维地排列纤维的纤维排列装置以及一种纤维排列夹具，该装置包括：用于卷取纤维的纤维卷取装置；以及向该纤维卷取装置供给纤维的纤维供给装置。该纤维供给装置还包括活动引导件，该活动引导件在相对于纤维卷取装置移动的同时向纤维卷取装置供给纤维。该纤维卷取装置还包括在绕轴转动时将纤维卷绕在其周边上的纤维卷取线轴，以及层叠在该纤维卷取线轴的周边的多个预定位置处并允许纤维排列在其外表面上的多个纤维排列平板。从而，可高效、高密度和高精度地三维地排列纤维。

Description

纤维排列装置、使用该装置的纤维排列方法、 纤维排列夹具、制造纤维排列体的方法以及 制造固定有有机体相关物质的微阵列的方法

技术领域

本发明涉及一种用于三维地排列多个纤维的纤维排列装置，一种使用该装置的纤维排列方法，以及一种通过使用该方法排列纤维得到的纤维卷绕体和纤维排列体。本发明还涉及一种用于三维地排列多个纤维的夹具以及一种使用该夹具制造纤维排列体的方法。此外，本发明涉及一种由该纤维排列体制造已固定有有机体相关物质的微阵列的方法，该微阵列用于检验和检测特定的有机体相关物质。

背景技术

已知被称为DNA微阵列方法(又被称为DNA芯片方法)的分析方法作为一种进行多基因集合表达分析的方法。

在此方法中，使用被称为微阵列或芯片(下文被称为DNA微阵列)的扁平基片，多个DNA片段已高密度地排列在该基片上且固定在适当的位置，在单个固定的DNA片段上进行基于内部核酸杂化反应的核酸的检测和量化。

使用此方法，仅需要非常小的反应样品，并且可以良好的可重复性快速地和统计地分析和量化多种反应样品。

一个特定的DNA微阵列方法的示例是这样一种方法，其中，将已使用荧光染料等进行识别的正在被研究的细胞等的表达基因作为样品，然后通过在DNA微阵列上对此样品进行杂化，使互补的核酸(DNA或RNA)结合在一起。然后使用合适的荧光检测器读取结合位置。

根据此方法，可快速测定样品中各个基因量。

用于将有机体相关物质例如核酸固定在微阵列上的技术的一个示例是如日本专利申请待审公开No.2001-239594中所述的方法，该方法使用纤维作为有机体相关物质的固定载体。

在此方法中，首先制备其中以有序的方式三维地排列有多个作为固定载体的纤维的纤维排列体。然后将该纤维排列体切成薄片。结果，可得到纤维以高密度二维地排列于其上的薄片形式的微阵列。另外，为了制造多个纤维已系统地排列于其上的纤维排列体，同时使用多个具有与预期的排列模式相同的模式的孔的夹具。

具体地，首先将这些夹具布置成使得孔的位置相互接触地排成直线。然后，使用作有机体相关物质的固定载体的纤维分别穿过处于相同位置关系的夹具中的孔。接着，增大夹具之间的间隙从而向在夹具之间三维排列的各根纤维施加张力，并且使这些纤维对准。然后使用硬化性树脂填充纤维之间的间隙，当树脂硬化时使纤维固定。

然后垂直于纤维的纵向对通过以此方式固定树脂而得到的纤维排列体进行切片。结果，可得到固定有有机体相关物质的微阵列。应注意，还可预先将有机体相关物质固定在纤维上。还可使多个纤维对准，并且在用树脂等固定纤维之后，将有机体相关物质固定在每根纤维上。

根据此方法，可同时制造大量相同阵列的固定有有机体相关物质的微阵列。

另一方面，还需要每单位表面积具有大量的纤维的固定有有机体相关物质的微阵列，即每单位面积具有大量类型的被固定的有机体相关物质。为了增大纤维的数量，必须减小纤维之间的阵列间隔(即阵列间距)。此外，需要使纤维的外径更小，并使纤维将插入其中的孔的直径更小。

然而，在日本专利申请待审公开No.2001-239594所述的方法中，如上所述，使用多个其中已形成大量孔的夹具，并且必须将单根纤维插入每个孔。因此，如果阵列间距、孔径和纤维外径的尺寸减小，则会出现以下问题。

即，在将要插入一个孔的纤维导入该孔的过程中，以及在插入纤维等的过程中，通常使用很小的镊子和管嘴来移动纤维。但是，此时，已插入相邻孔内的纤维将阻碍该镊子和管嘴的操作。当阵列间距、孔径和纤维外径较小时，这种趋势尤其明显。此外，如果纤维的外径的尺寸减小，则纤维刚性会变差，将纤维插入孔会变得更加困难。

如上所述，在使用纤维作为固定有机体相关物质的载体的纤维排列体的常规制造工艺中，难以用任意的效率等级高密度地排列纤维，尤其在大批量工业生产中，效率低是一个很大的问题。

作为考虑到上述情况而反复进行透彻研究的结果，本发明人发现，在制造使用纤维作为固定有机体相关物质的载体的纤维排列体时，通过使用用于排列纤维的特定装置和夹具，可非常有效地制造其中纤维高密度且高精度地排列的纤维排列体，从而实现本发明。因此，本发明的一个目的是提供一种能够非常有效地、以高密度和高精度制造纤维排列体等的纤维排列装置和纤维排列夹具。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种用于三维地排列纤维的纤维排列装置，该装置包括：纤维卷绕在其上的纤维卷取装置；以及向该纤维卷取装置供给纤维的纤维供给装置，其中，所述纤维供给装置具有在进行相对移动的同时向所述纤维卷取装置供给纤维的活动引导件，所述纤维卷取装置具有在转动时将纤维卷绕在其周边上的纤维卷取线轴，以及纤维排列平板，在所述纤维卷取线轴的周边上的多个预定位置处分别层叠有多个纤维排列平板，并且纤维排列在所述纤维排列平板的各个外表面上。

优选地，在所述纤维排列平板的外表面上基本相互平行地形成多个凹条(concave row)，纤维分别排列在该凹条内，并且所述纤维排列平板层叠在所述周边上以使该凹条垂直于所述纤维卷取线轴的转动轴。

排列在构成多个预定位置内的每个层叠体当中的至少一个层叠体的纤维排列平板的外表面上的纤维的阵列间距可与排列在构成其它层叠体的纤维排列平板的外表面上的纤维的阵列间距不同。

优选地，在所述纤维排列平板中形成至少两个定位通孔，并且在所述纤维卷取线轴的周边上设置有插入所述定位通孔的支柱。

本发明的纤维排列方法是使用上述纤维排列装置三维地排列纤维的方法，该方法包括：第一步骤，在该步骤中将各个纤维排列平板设置在多个预定位置；第二步骤，在该步骤中使纤维卷取线轴转动预定的次数，并且在活动引导件移动的同时供给纤维，以使纤维逐步排列在所设置的纤维排列平板上；以及第三步骤，在该步骤中将其它纤维排列平板层叠在纤维已排列在其上的每个纤维排列平板之上，其中，所述第二步骤和第三步骤重复多次。

优选地，所述纤维是选自合成纤维、半合成纤维、再生纤维、无机纤维和天然纤维中的至少一种纤维。

本发明的制造纤维排列体的方法是固定已使用上述纤维排列方法三维地排列的纤维的方法。此时，优选地，使用可固化树脂填充纤维之间的间隙，然后使该树脂固化以固定纤维。

还可预先将有机体相关物质固定在纤维上，并且还可将有机体相关物质固定在已被固定的纤维上。

本发明的制造有机体相关物质已固定在其中的微阵列的方法是沿与纤维交叉的方向将纤维排列体切成薄片的方法。

本发明的纤维卷绕体包括：具有纤维卷取线轴和由两个或更多个纤维排列平板构成的层叠体的纤维卷取装置，在该纤维卷取线轴的周边上的多个预定位置处层叠有各个纤维排列平板；以及排列和卷绕在每个纤维排列平板的外表面上的纤维。

排列在构成多个预定位置内的每个层叠体当中的至少一个层叠体的纤维排列平板的外表面上的纤维的阵列间距可与排列在构成其它层叠体的纤维排列平板的外表面上的纤维的阵列间距不同。

此外，为了解决上述问题，本发明提供了一种用于三维地排列多个纤维的纤维排列夹具，该夹具包括：多个纤维排列平板，在每个纤维排列平板的一个表面上基本相互平行地形成纤维分别排列于其中的多个凹条；以及用于将这些纤维排列平板放置在预定位置的定位件，其中，至少两个纤维排列平板通过所述定位件相互间隔开，使得在这些纤维排列平板上形成的凹条相互对准，并且一块或多个其它纤维排列平板层叠在这些纤维排列平板之上。

优选地，在每个纤维排列平板中形成至少两个定位通孔，并且所述定位件具有支柱，该支柱通过插入每个定位通孔而将每个纤维排列平板放置在预定位置。

本发明的制造纤维排列体的方法包括：使用上述纤维排列夹具三维地排列多个纤维的纤维排列步骤；和固定已三维地排列的纤维的纤维固定步骤。

上述纤维排列步骤的第一模式的示例是包括以下步骤的方法：第一步骤，在该步骤中通过定位件将至少两个纤维排列平板相互间隔开放置，使得在这些纤维排列平板上形成的凹条相互对准；第二步骤，在该步骤中分别排列纤维以使纤维完全跨越相互对准的凹条；第三步骤，在该步骤中分别将其它纤维排列平板层叠在所述至少两个纤维排列平板之上；以及第四步骤，在该步骤中向已排列的纤维施加张力，其中所述第二步骤至第四步骤中的每个步骤重复执行多次。

上述纤维排列步骤的第二模式的示例是包括以下步骤的方法：第一步骤，在该步骤中通过定位件将至少一个纤维排列平板放置在预定位置；第二步骤，在该步骤中通过将已切成预定长度的纤维的一侧的端部逐个地排列和结合在另一纤维排列平板中的凹条内，来制造已完成纤维结合的纤维排列平板；第三步骤，在该步骤中将已被排列和结合的纤维的另一侧的端部逐个地排列在该放置在预定位置的纤维排列平板的凹条内；第四步骤，在该步骤中通过定位件将另一纤维排列平板层叠在该放置在预定位置的纤维排列平板之上；第五步骤，在该步骤中通过定位件将已完成纤维结合的纤维排列平板放置成与该放置在预定位置的纤维排列平板间隔开，使得在已完成纤维结合的纤维排列平板上形成的凹条与在该放置在预定位置的纤维排列平板上形成的凹条对准；以及第六步骤，在该步骤中向已排列的纤维施加张力，其中所述第二步骤至第六步骤中的每个步骤重复执行多次。

上述第二模式的第二步骤优选地包括这样的步骤，其中将纤维排列平板安装在绕一个轴转动的纤维卷取滚筒的滚筒面上并使其转动，并且向所述纤维卷取滚筒连续供给纤维，以便将纤维依次排列在纤维排列平板中形成的多个凹条内，然后在纤维排列平板外切断所排列的纤维。

优选地，所述纤维是选自合成纤维、半合成纤维、再生纤维、无机纤维和天然纤维中的至少一种纤维。

在所述纤维固定步骤内，优选地，使用可固化树脂填充已三维地排列的纤维之间的间隙，然后使该树脂固化。

此外，优选地预先将有机体相关物质固定在纤维上，或者在所述纤维固定步骤之后，将有机体相关物质固定在纤维上。

本发明的制造有机体相关物质已固定在其中的微阵列的方法沿与纤维交叉的方向将使用上述方法制造的纤维排列体切成薄片。

附图说明

图1是示出本发明的纤维排列装置的一个示例的透视图；

图2是图1所示的纤维排列装置中设置的活动引导件的放大透视图；

图3A是图1所示的纤维排列装置中设置的纤维卷取线轴的透视图，图3B是该纤维卷取线轴的正视图；

图4A是精密间距平板的透视图，图4B是图1所示的纤维排列装置中设置的间距平板的放大的透视图；

图5是示出图4A和4B所示的纤维排列平板被定位且层叠在图3A和3B所示的纤维卷取线轴的周边上的预定位置的状态的正视图；

图6是示出本发明的纤维卷绕体的示例的正视图；

图7是示出使用本发明制造的纤维排列体的示例的透视图；

图8是示出使用本发明制造的固定有有机体相关物质的微阵列的示例的透视图；

图9是示出用于本发明的灌注块的示例的透视图；

图10是示出本发明的制造纤维排列体的方法的说明性视图；

图11是示出本发明的制造纤维排列体的方法的说明性视图；

图12是示出将有机体相关物质引入纤维排列体的每根纤维中的一种方法的透视图；

图13是示出本发明的纤维排列夹具的示例的透视图；

图14A是示出纤维排列平板的透视图，图14B是示出形成图13所示的纤维排列夹具的定位件的透视图；

图15是示出本发明的纤维排列夹具的另一示例的透视图；

图16是示出使用本发明制造的纤维排列体的示例的透视图；

图17是示出使用图13所示的纤维排列夹具的纤维排列过程的第一实施例的第一步骤的透视图；

图18是示出使用图13所示的纤维排列夹具的纤维排列过程的第一实施例的第二步骤的透视图；

图19是示出使用图13所示的纤维排列夹具的纤维排列过程的第一实施例的第三步骤的透视图；

图20是示出使用图13所示的纤维排列夹具的纤维排列过程的第一实施例的暂时固定步骤的透视图；

图21是示出使用图13所示的纤维排列夹具的纤维排列过程的第一实施例的第四步骤的透视图；

图22是示出使用图13所示的纤维排列夹具三维地排列纤维并向每根纤维施加张力的状态的侧视图；

图23是示出使用图13所示的纤维排列夹具的纤维排列过程的第二实施例的第一步骤的透视图；

图24是示出使用图13所示的纤维排列夹具的纤维排列过程的第二实施例的第二步骤的透视图；

图25是示出使用图13所示的纤维排列夹具的纤维排列过程的第二实施例的第三步骤的透视图；

图26是示出使用图13所示的纤维排列夹具的纤维排列过程的第二实施例的第四步骤的透视图；

图27是示出使用图13所示的纤维排列夹具的纤维排列过程的第二实施例的暂时固定步骤的透视图；

图28是示出使用图13所示的纤维排列夹具的纤维排列过程的第二实施例的第五步骤的透视图；

图29A是可用于上述第二实施例的第二步骤的卷取机构的俯视图，图29B是该卷取机构的侧视图；

图30是示出本发明中的纤维固定步骤的侧视图；

图31是示出用于纤维固定步骤的灌注块的示例的透视图；

图32是示出本发明中的纤维固定步骤的侧视图；

图33是示出本发明中的纤维固定步骤的侧视图；

图34是示出本发明的纤维排列体的另一示例的透视图；

图35是示出本发明的纤维排列体的又一示例的侧视图；

图36是示出使用本发明制造的固定有有机体相关物质的微阵列的示例的透视图。

图37是示出将有机体相关物质引入纤维排列体的每根纤维中的一种方法的透视图。

具体实施方式

下面将详细说明本发明。

[纤维排列装置]

图1是示出使用本发明的纤维排列装置10三维地排列纤维1的状态的透视图。

纤维排列装置10配备有纤维1卷绕于其上的纤维卷取装置11，以及向纤维卷取装置11供给纤维的纤维供给装置12。该纤维卷取装置和纤维供给装置安装在基台13上从而形成纤维排列装置10。

此示例的纤维供给装置12由纤维1卷绕于其上的纤维供给线轴14、向前传送纤维1的导向滚轮15、以及活动引导件16(下文将详细说明)形成。来自纤维供给线轴14的纤维1经由导向滚轮15和活动引导件16提供给纤维卷取装置11。

如图2的放大视图所示，活动引导件16形成为纤维1插入其中的管嘴形状，并且能够在垂直方向(即Z轴方向)和水平方向(即X轴方向)移动。

具体地，图1中的标号17指示X轴台架，该台架的底面固定在基台13的顶面上，其横截面形成为矩形柱并且其纵向与水平方向重合。X轴移动台17a设置在此台架的顶面上，并且沿该顶面在水平方向上移动。图1中的标号18指示Z轴台架，该台架的一个侧面固定在X轴移动台17a上，其横截面以同样的方式形成为矩形柱并且其纵向与垂直方向重合。Z轴移动台18a设置在与此台架的侧面成直角的侧面上，并且沿此侧面在垂直方向上移动。由于活动引导件16固定在Z轴移动台18a上，所以该活动引导件能够与Z轴移动台18a一起在垂直方向和水平方向上自由移动。此移动的结果是能够将纤维1提供给纤维卷取装置11。

应注意，活动引导件16能够移动的水平方向是与由标号19指示的纤维卷取线轴(下文进行说明)的轴19a平行的方向。

在活动引导件16上设置有控制活动引导件16的移动的控制装置(未示出)。可通过该控制装置任意控制活动引导件16的移动的定时、方向和距离。

例如，操作员能够使用操作键盘20将关于纤维卷取线轴19每转动一次活动引导件16将移动多远以及移动的方向的指令输入控制装置。具有转角检测机构例如旋转编码器的马达40连接到纤维卷取线轴19，并且每当纤维卷取线轴19转动时就向控制装置发送信号。通过使用这种结构，活动引导件16结合纤维卷取线轴19的转动根据控制单元的指令而移动。

优选地，管嘴形活动引导件16的内径形成为比纤维1的外径大10～80％，更优选地30～50％。还优选地，管嘴形活动引导件16的外径形成为比其内径大40～150％，更优选地70～100％。管嘴形部分的长度可为外径的5～30倍，更优选地为外径的10～20倍。还优选地，管嘴形活动引导件16由不锈钢形成。

设置在此示例的纤维排列装置10中的纤维卷取装置11形成为具有在绕轴19a转动时将纤维1卷绕在其周边上的纤维卷取线轴19，以及纤维排列平板，在纤维卷取线轴19的周边上的多个预定位置中的每个位置处层叠两个或更多个纤维排列平板，纤维1排列在纤维排列平板的外表面上。

如图3A和3B所示，纤维卷取线轴19形成为六边形柱，并且安装在基台13上，其轴向是水平方向。纤维卷取线轴19绕轴19a转动。

在该六边形柱的六个侧面中的每一侧面上垂直于该侧面设置有四个支柱21a和21b。因此，整个纤维卷取线轴19总共具有24个支柱21a和21b。具体地，这些支柱21a和21b分两组在相邻侧面之间的边界附近设置在每个侧面上。一组中的两个支柱之间的距离为短距离(即间距D1)，而另一组中的两个支柱之间的距离为宽距离(即间距D2)。下文中，以间距D1设置的支柱将被称为精密间距支柱21a，而以间距D2设置的支柱将被称为宽间距支柱21b。在此示例中，存在每组都包括精密间距支柱21a和宽间距支柱21b的六个组。

此示例的纤维排列装置10具有60对纤维排列平板，每对具有图4A和4B所示的两种类型的纤维排列平板22a和22b，从而总共有120个纤维排列平板。

在图4A所示的矩形纤维排列平板22a(下文称为精密间距平板)的一个侧面上基本相互平行地形成10个凹条23a，这些凹条的形状相同且在每个凹条中排列一根纤维1。以与精密间距排列板22a相同的方式，图4B所示的矩形纤维排列平板(下文称为宽间距平板)22b在其一个表面上基本相互平行地形成10个凹条23b。在此示例中，与精密间距平板22a相比，宽间距平板22b中的凹条之间的距离(即间距)、尤其是平板的厚度都较大。

此外，在此示例中，与宽间距平板22b相比，精密间距平板22a的长度(即沿凹条的方向)较长而宽度较小。此外，当凹条23a在相对于凹条23a的长度方向的垂直方向上的截面结构为矩形时，优选地，精密间距平板22a的凹条23a的宽度和深度在所排列纤维的外径尺寸的100～125％的范围内。此外，为了可更容易地精确排列纤维并且考虑到在将纤维插入凹条23a时的工作效率，更优选地，凹条23a的宽度和深度约为纤维1的外径尺寸的110％。另一方面，优选地，宽间距平板22b的凹条23b的宽度和深度在纤维1的外径尺寸的105～150％的范围内。可将纤维1更精确地排列在精密间距平板22a内。

此示例的精密间距平板22a为矩形平板，其厚度为0.42mm，宽度为10mm，长度为40mm。在该矩形平板22a的一个表面上沿纵向以0.42mm的间距(即间隔)形成10个凹条23a，该凹条的宽度为0.3mm，深度为0.3mm。此外，此示例的宽间距平板22b为矩形平板，其厚度为4.5mm，宽度为8mm，长度为170mm。在该矩形平板22b的一个表面上沿纵向以4.5mm的间距形成10个凹条23b，该凹条的宽度为0.5mm，深度为2mm。

在纤维排列平板22a和22b的两个侧端附近均形成用于定位的一个圆形通孔(由标号24a和24b指示)。在精密间距平板22a中的两个定位通孔24a之间的间距D3等于精密间距支柱21a之间的间距D1。另外，在宽间距平板22b中的两个定位通孔24b之间的间距D4等于宽间距支柱21b之间的间距D2。此外，各个支柱21a和21b的外径形成为小于各个定位通孔24a和24b的内径，从而在它们之间提供间隙。

因此，如图5所示，通过将精密间距支柱21a与精密间距平板22a的定位通孔24a配合在一起，并将宽间距支柱21b与宽间距平板22b的定位通孔24b配合在一起，可在纤维卷取线轴19的周边上的多个预定位置处精确地安置每个纤维排列平板22a和22b。此外，可将其它纤维排列平板22a和22b层叠在已经安置在适当位置处的各个纤维排列平板22a和22b上。可在由已经以此方式相层叠的精密间距平板22a构成的层叠体25上以窄的阵列间距排列纤维1(下文详细说明)。还在通过层叠宽间距平板22b形成的层叠体26上以较大的阵列间距排列纤维1，该阵列间距大于通过层叠精密间距平板22a形成的层叠体25a的阵列间距。

应注意，如果将这些纤维排列平板22a和22b定位且层叠在纤维卷取线轴19的周边上，则其形成有凹条23a和23b的表面成为外表面。

此外，在此示例中，在六组精密间距支柱21a中的每一组上层叠十层，即60个精密间距平板22a，而在六组宽间距支柱21b中的每一组上层叠十层，即60个宽间距平板22b。另外，由于在各个纤维排列平板22a和22b上形成10个凹条23a和10个凹条23b，所以通过使用此示例的纤维排列装置10，可最终层叠10行×10层的纤维1。

应注意，在图5中，首先将形状与精密间距平板22a相同且其上没有形成凹条23a的隔板31装配在精密间距支柱21a上，然后将精密间距平板22a层叠在精密间距支柱21a上。

只要可在纤维排列平板22a和22b上以精确的尺寸形成凹条23a和23b，则对纤维排列平板22a和22b的材料或制造方法没有特别的限制。例如，优选地，精密间距平板22a通过在不锈钢平板上光蚀刻凹条形成，因为这样可提供耐蚀性和强度。或者，精密间距平板22a可优选地通过使用采用精密金属模具的精密注塑成形法模制树脂例如聚甲基丙烯酸甲酯而制成。对于宽间距平板22b，优选地使用与精密间距平板22a相同的材料和制造方法。然而，除此之外，还可使用其中已通过机械加工不锈钢或铝制平板形成凹条23a和23b的平板。

所形成的凹条23a和23b的截面构形并不局限于如图中所示的矩形构形。这些凹条的底部也可形成为具有曲面形状以符合纤维1的外部轮廓(即成U形)，或者成梯形或V形。

此外，图1所示示例中的纤维排列装置10具有上述纤维卷取装置11和纤维供给装置12。此纤维排列装置10还具有向供给到纤维供给装置12的纤维1施加张力的张力施加装置27。

此示例的张力施加装置27具有力矩马达28以及张紧器29，该力矩马达连接到纤维供给线轴14，该张紧器29位于导向滚轮15下游侧。当如上所述在活动引导件16移动的同时供给纤维1时，张力施加装置27能够向纤维1施加固定范围内的恒定张力，从而纤维1既不会被过分张紧也不会太松。

如上所述，根据此示例的纤维排列装置10，可将纤维1精确地排列成10行×10层。而且，可在精密间距平板22a的层叠体25中以小的阵列间距排列纤维1。此外，可在宽间距平板22b的层叠体26中以较大的阵列间距排列纤维1，该阵列间距大于精密间距平板22a的层叠体25中的阵列间距。因此，通过使用此纤维排列装置10，如下文将详细说明的，可得到纤维在一个端侧以精密阵列间距排列而在另一端侧以大于此精密阵列间距的阵列间距排列的两个纤维排列体。

此外，在此示例中，在每个纤维排列平板22a和22b中形成10个凹条23a和23b。通过将这些纤维排列平板22a和22b层叠成10层，可将纤维排列成10行×10层。只要在一个纤维排列平板22a或22b中形成的凹条23a和23b的数量以及层叠的层数均为多个，则凹条的数量和层叠的层数并没有限制，且可设置为所需的数量。优选地，在每个纤维排列平板22a和22b中形成的凹条23a和23b的数量在5～100的范围内，纤维排列平板22a和22b的层叠的层数也在5～100的范围内。

还可通过改变在各层的纤维排列平板22a和22b中形成的凹条23a和23b的数量，来改变每层中排列的纤维1的数量。

在此示例中，将精密间距平板22a内的定位通孔24a之间的间距作为D3，将宽间距平板22b内的定位通孔24b之间的间距作为D4，且使D3等于D4。在此情况下，也必须使对应的支柱21a和21b之间的间距D1和D2相等。

此外，在此示例中，纤维卷取线轴19为六边形柱，然而只要纤维卷取线轴19能够通过绕轴19a转动来卷绕纤维1，则纤维卷取线轴19并不局限于六边形柱。例如，纤维卷取线轴19可以是具有3～5或7或更多个侧面的角形柱，或者该线轴甚至可以不是角形柱。然而，尤其优选使用具有4～8个侧面的角形柱，因为这可以利用稳定地安置和层叠在纤维卷取线轴19的周边上的纤维排列平板22a和22b排列纤维1。

设置在此示例的纤维排列装置10中的纤维排列平板22a和22b有利地用作用于将纤维1精确地排列在预定位置的夹具。然而，并不必须在纤维排列平板中形成凹条23a和23b。例如，也可采用这样的结构，其中，在这些纤维排列平板的表面——该表面在纤维排列平板层叠在纤维卷取线轴19的周边上时形成其外表面——上形成粘性层或粘合层，以便纤维1固定在其上。形成粘性层或粘合层的方法的示例包括在形成平板的外表面的表面上涂覆粘着剂或粘合剂，以及在形成平板的外表面的表面上贴附市场上可买到的双面胶带。可使用不浸透纤维1的材料作为粘性剂、粘合剂或双面胶带。如果使用能浸透纤维1的材料，则在排列纤维1的过程中纤维1可能断裂。对于粘合剂，优选地使用基于水溶性乙酸乙烯酯的粘合剂。

[纤维排列方法和纤维卷绕体]

下面，将说明使用所示示例的纤维排列装置10将纤维1排列成10行×10层的具体方法。

首先，执行第一步骤，将宽间距平板22b和精密间距平板22a的定位通孔24a和24b配合在纤维卷取线轴19的所有宽间距支柱21b和精密间距支柱21a上，从而定位每块平板。这里，在纤维卷取线轴19的周边上放置宽间距平板22b和精密间距平板22a各六块，共12块板。应注意，在必要时，可在将精密间距平板22a放置在精密间距支柱21a上之前在该支柱上放置隔板31。

然后，执行第二步骤，使纤维卷取线轴19转动预定次数，并且通过控制装置移动活动引导件16，从而将纤维1排列在已被放置在适当位置的纤维排列平板22a和22b上。

即，首先，通过使纤维卷取线轴19转动一次，将从活动引导件16提供的纤维1依次插入位于已经在第一步骤内被放置在适当位置的各个纤维排列平板22a和22b的一端的凹条23a和23b。这里，因为在宽间距平板22b的一端处的凹条23b和在精密间距平板22a的一端处的凹条23a不在相同的周边上，所以在使活动引导件16适当地在X轴方向上移动的同时供给纤维1。

在纤维卷取线轴19以此方式转动一次之后，为了将纤维1插入相邻的凹条23a和23b，使活动引导件16在X轴方向上移动，并且立即使纤维卷取线轴19转动。

在此示例的纤维排列平板22a和22b中的每一个内形成10个凹条23a或23b。因此，通过使纤维卷取线轴19转动10次，可依次将纤维1一直排列到在纤维排列平板22a和22b的另一端处的凹条23a和23b内。

应注意，通过张力施加装置27向以此方式排列的纤维1施加优选地为1～20mN、更优选地为5～10mN的张力。

还优选地，活动引导件16的末端与纤维卷取线轴19之间的距离尽可能地短，因为这样可实现精确的排列。更优选地，活动引导件16的末端与来自活动引导件16的纤维1排列于其中的纤维排列平板22a和22b的凹条23a和23b之间的最小距离(即间隙)在0.1～2mm的恒定范围内。

在以此方式完成第二步骤之后，执行第三步骤，一个接一个地将其它纤维排列平板22a和22b层叠在纤维1已排列于其上的纤维排列平板22a和22b上。

即，以与第一步骤相同的方式，将宽间距平板22b和精密间距平板22a的定位通孔24a和24b配合在纤维卷取线轴19的所有宽间距支柱21b和精密间距支柱21a上，从而将每个纤维排列平板22a和22b层叠在每组支柱21a和21b上。在这里，在纤维卷取线轴19的周边上放置总共24个纤维排列平板22a和22b。

一旦以此方式完成第三步骤，则再次执行第二步骤，使纤维卷取线轴19转动并使活动引导件16附加地在Z轴方向上(即向上)移动。然后，依次将纤维1排列在新定位的纤维排列平板22a和22b的凹条23a和23b内。然后再次执行第三步骤。

通过将上述第二步骤和第三步骤重复预定次，最终在每组支柱21a和21b上将纤维排列平板22a和22b层叠10次，从而将纤维1排列在10层纤维排列平板22a和22b的所有凹条23a和23b内，可将纤维排列成10行×10层。在将纤维排列在10层纤维排列平板22a和22b中之后，还可进一步在其上安装和层叠纤维排列平板22a和22b，以使得纤维1不会脱离凹条。除了安装这些纤维排列平板22a和22b，还可安装除了其中没有形成凹条23a和23b之外，大小和形状都与纤维排列平板22a和22b相同的保持板。

通过以此方式将纤维排列成10行×10层，可获得纤维卷绕体30。特别地，此示例的纤维卷绕体30具有六个由精密间距平板22a形成的层叠体25和六个由宽间距平板22b形成的层叠体26。其中，排列在纤维排列平板22a和22b中的纤维1的阵列间距是不同的。因此，可在单个纤维卷绕体30中以两种不同的阵列间距排列纤维1。

[制造纤维排列体的方法]

下面，说明由已使用上述方法得到的图6所示的纤维卷绕体30制造两个如图7所示的纤维排列体32的方法。

在该纤维排列体32中，已排列成10行×10层的纤维1的排列在精密间距平板22a上的一部分(即，位于由精密间距平板22a构成的层叠体25之间的部分25’)被可固化树脂33固定成块状，并且保持其排列模式。相反，排列在宽间距平板22b上的部分的排列模式被由宽间距平板22b构成的层叠体26保持。简单地说(下文将更详细地说明)，沿与纤维1交叉的方向，优选地沿基本垂直于纤维1的方向，对纤维排列体32的由可固化树脂33固定的部分进行切片以便形成薄片。结果，可得到如图8所示的固定有有机体相关物质的微阵列35。应注意，在图7中，标号34指示框架部件。将由宽间距平板22b构成的层叠体26装配在框架部件34内以便该层叠体不会散开。

一种由图6所示的纤维卷绕体30制造这种类型的纤维排列体32的方法是这样的方法，即，使用灌注块包围悬挂在由精密间距平板22a构成的层叠体25之间的10行×10层的纤维1。

优选地，通过以图9所示的方式将例如由金属如铝制成的四个板状块36a、36b、36c和36d组合在一起，将使用的灌注块形成为筒状。此外，在将这四个块组合在一起形成筒状时，优选地通过将由高度无粘性的特氟隆(注册商标)、聚乙烯、聚丙烯等制成的片状材料37固定在这四个块的将形成内壁表面的表面以及这些块的将相互接触的表面上，来执行脱模(release processing)处理。如果执行这种脱模处理，则在用随后固化的可固化树脂溶液填充灌注块36的中空部36e之后，可容易地分离灌注块36和固化的树脂。除了在由金属制成的块36a、36b、36c和36d上执行此脱模处理，也可用高度无粘性的树脂形成灌注块本身。

优选地在筒状灌注块36的内壁表面中的一个表面内形成在此示例中朝其一端变宽的半圆锥形凹口38。如下文将说明的，当随后用可固化树脂溶液填充灌注块36的中空部36e时，此凹口38形成填充孔。

如图10所示，固定灌注块36以便封闭由精密间距平板22a形成的层叠体25之间的纤维1，并且使灌注块36的其中没有形成填充孔的一端与精密间距平板22a的其中一个层叠体25紧密接触。此时，插入由具有可剥离性和弹性的硅橡胶等形成的密封件，以便随后被供给的可固化树脂溶液不会从灌注块36与层叠体25之间的紧密接触部泄漏。

此后，将灌注块36的形成填充孔的一侧的端部(即有孔端)朝上设置，并且通过形成于灌注块36内的填充孔将可固化树脂溶液注入灌注块36的中空部36e。然后，将灌注块36不受干扰地在预定温度下放置预定的时间，以便提供的可固化树脂溶液能够硬化。

应注意，当用可固化树脂溶液填充中空部36e时，优选地预先在真空内搅动可固化树脂溶液并使溶液脱气。如果树脂溶液被脱气，则在树脂固化之后其内部没有气隙，从而树脂能够充分渗入纤维1之间的空间。尤其优选地，对可固化树脂溶液充分脱气，且在减压下执行上述树脂填充工作。

在已填充于灌注块36内部的可固化树脂溶液固化之后，将灌注块36分解成四个块36a、36b、36c和36d。结果，可通过树脂将已精确排列成10行×10层的纤维固定成块状。

此外，以与上述方法相同的方式，还使用可固化树脂33固定此纤维卷绕体30中的由其它精密间距平板22a形成的层叠体25之间的纤维1，以便获得图11所示的状态。

然后，适当地切开在此纤维卷绕体30中排列成10行×10层的纤维1，并除去所有精密间距平板22a。此外，通过除去除了由图11中的标号26a指示的两个层叠体之外的所有宽间距平板22b，可得到两个处于图7所示状态的纤维排列体32。

应注意，此处使用的可固化树脂33的类型优选地为这样的可固化树脂溶液，即，在常温下处于低粘性状态，且能够填充灌注块36的中空部36e然后在室温下固化，并且在固化之后可用切割器等容易地切片成具有均匀厚度的薄片。此外，得到的薄片优选地具有足够的硬度和弹性，以便它们不会碎裂或断裂。这种可固化树脂33的示例包括两液反应可固化树脂例如氨基甲酸乙酯树脂。

[纤维]

对于以上述方式排列然后固定的纤维1的类型没有特别限制。其示例包括诸如合成纤维、半合成纤维、再生纤维和无机纤维的化学纤维以及天然纤维和这些纤维的复合纤维。

合成纤维的代表示例包括：各种基于聚酰胺的纤维例如尼龙6、尼龙66和芳族聚酰胺；各种基于聚酯的纤维例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸和聚乙二醇酸类；各种基于丙烯酸的纤维例如聚丙烯腈；各种基于聚烯烃的纤维例如聚乙烯和聚丙烯；各种基于聚乙烯醇的纤维；各种基于聚偏二氯乙烯的纤维；各种基于聚氯乙烯的纤维和基于聚氨基甲酸乙酯的纤维；基于酚的纤维；基于氟的纤维例如聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯；基于聚亚烃基对羟基苯甲酸酯的纤维；使用基于(甲基)丙烯酸的树脂的纤维例如聚甲基丙烯酸甲酯，以及使用基于聚碳酸酯的树脂的纤维。

半合成纤维的代表示例包括：各种基于使用二乙酸酯、三乙酸酯、壳多糖或脱乙酰壳多糖作为原料的纤维素衍生物的纤维；以及已知为普罗米克斯的各种基于蛋白质的纤维。

再生纤维的代表示例包括：各种基于纤维素的再生纤维，例如使用粘胶法、铜铵法或有机溶剂法得到的人造纤维、铜氨纤维和粘液丝。

无机纤维的代表示例包括玻璃纤维和碳纤维。

天然纤维的代表示例包括：植物纤维例如棉、亚麻、苎麻和黄麻；动物纤维例如羊毛和蚕丝；以及矿物纤维例如石棉。

这些纤维1可适当地用于制造纤维排列体32，然而，如上所述，因为在排列纤维1时向纤维1施加张力，所以在上述纤维中，优选地使用具有高弹性模量和屈服强度的基于聚碳酸酯的纤维、基于聚酯的纤维、基于尼龙的纤维和芳族聚酰胺纤维等。

也可使用通过已知的纤维成形技术例如熔体纺丝方法、湿纺法和干纺法或这些技术的组合得到的除天然纤维之外的任何纤维。

此外，对于纤维1可使用未处理的纤维而不对其进行任何改变，然而，在必要时，可使用已引入反应官能团的纤维，或者使用已进行等离子处理或利用γ射线或电子束等的辐射处理的纤维。

此外，对纤维1的形式没有特别限制，并且纤维1可以为单丝形式或复丝形式。另外，纤维1可由通过将短纤维纺纱得到的短纤纱形成。纤维1也可以是空心纤维或具有多孔结构的纤维。可使用采用专用喷嘴的已知方法制造空心纤维。

对于纤维1的外径没有特别限制，并且可使用具有所需外径的纤维1。然而，如果外径过小，则易于发生断裂，并且操纵的容易性会变差。另一方面，纤维1的外径越小，则纤维1能够排列的密度就越高。因此，纤维1的外径设定为能提供操纵的容易性和所要求的排列密度。优选地，纤维1的外径为500μm或更小，更优选地为300～100μm。如果使用复丝纤维作为纤维1，则可使用83分特/36丝或82分特/45丝等而不进行任何改变。

例如，当由纤维排列体32制造固定有有机体相关物质的微阵列35时，使用外径为150μm的单丝纤维作为纤维1。当以200μm的阵列间距排列此单丝纤维时，在1cm²的面积内可排列的纤维1的数量为2400。因此，通过在一根纤维内固定一种有机体相关物质，可在每平方厘米内固定2400种有机体相关物质。此外，如果以200μm的阵列间距排列外径约为200μm的单丝多孔纤维、单丝空心纤维或单丝多孔空心纤维时，可得到其中每平方厘米内排列约1000根纤维1的纤维排列体32。因此，通过在一根纤维内固定一种有机体相关物质，可在每平方厘米内固定1000种有机体相关物质。

[制造固定有有机体相关物质的微阵列的方法]

接着，将说明由以上述方式获得的纤维排列体32制造固定有有机体相关物质的微阵列35的方法。

这里，如果使用有机体相关物质已预先固定于其中的纤维1，则通过沿与纤维1交叉的方向将此纤维排列体32切成如图8所示的薄片，并通过可固化树脂33固定有机体相关物质已固定于其中的纤维1，可得到固定有有机体相关物质的微阵列35的薄片，在该薄片的两个表面上暴露出纤维1的横截面。可适当地选择用于切片的装置，并可使用显微切片机、激光等。切片的方向应该是与纤维1的纵向交叉的方向。优选地，应该是垂直于纤维1的纵向的方向。

如果固定于纤维1中的有机体相关物质是例如核酸，则通过向所得到的固定有有机体相关物质的微阵列100提供样品并执行杂化，可使用固定在纤维上的核酸作探针来检测该样品中存在的特定核酸序列。

应注意，如果使用复丝纤维或短纤纱等作为纤维1，则可将有机体相关物质固定在纤维单体之间的间隙内。此外，如果使用空心或多孔纤维作为纤维1，则可将有机体相关物质固定在纤维1内的空心部分或间隙内。

另一方面，如果使用有机体相关物质没有固定于其中的多孔纤维、空心纤维或多孔空心纤维作为纤维1，则可使用下述方法将有机体相关物质固定到该纤维上。

(1)制备在每个区段内放置有包含有机体相关物质的液体的孔板39(见图12)。将每根纤维1的通过框架部件34和由纤维排列体32的宽间距平板22b构成的层叠体26保持排列状态的一侧的端部插入每个区段。

(2)接着，通过将纤维1的另一端放置在减压状态下以便吸入液体，包含有机体相关物质的液体被向上吸入每根纤维1的空心部分和孔隙部分，从而将有机体相关物质引入每根纤维。

可使用市场上能买到的孔板作为孔板39。此时，如果已预先使得宽间距平板22b中纤维1的阵列间距与孔板39中各区段的间距相同，则能够容易地将各纤维的端部插入各区段中。

应注意，引入各根纤维1的有机体相关物质的类型对于10行×10层的纤维1中的每个纤维可以不同。也可将多个纤维组成一组，并将同一类型的有机体相关物质引入该组。如果有机体相关物质的类型彼此全不相同，则能够得到其中已固定100种有机体相关物质的有机体相关物质固定芯片35。

以此方式引入纤维1的有机体相关物质的示例包括诸如脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、肽核酸(PNA)和氧肽核酸(OPNA)的核酸以及蛋白质和多糖。

如果使用核酸作为有机体相关物质，则可使用已知的方法由活细胞制备DNA或RNA。例如，可使用Blin’s方法(见Blin等人的Nucleic AcidsRes.3：2303(1976))提取DNA。可使用Favaloro’s方法(见Favaloro等人的Methods Enzymol.65：718(1980))提取RNA。

还可使用链状或螺旋状质粒DNA或染色体DNA，通过使用限制酶对这些DNA切片或通过对这些DNA化学切片得到的DNA片，已在试管内通过酶合成的DNA，或者化学合成的DNA。例如，可使用Blin’s方法(见Blin等人的Nucleic Acids Res.3：2303(1976))提取DNA。可使用Favaloro’s方法(见Favaloro等人的Methods Enzymol.65：718(1980))提取RNA。

各种有机体相关物质可以原有形式不经改性来使用，或者可以其中有机体相关物质已经历化学改性的衍生物的形式来使用，或者在必要时，它们可进行转化然后使用。例如，如果使用核酸作为有机体相关物质，则可利用氨基形成作用、生物素形成作用、地高辛配基形成作用等已知的用于化学改性有机体相关物质的方法(Current Protocols in Molecular Biology，Ed.；Frederick M.Ausubel et.al.(1990)和Deisotoping ExperimentalProtocols(1)DIG Hybridization(shuujunsha))。

作为包含这些类型的有机体相关物质的溶液，例如可使用包含其中已引入不饱和官能团的有机体相关物质的丙烯酰胺水溶液。在已如上文所述将该溶液吸入纤维的空心部分或孔隙部分等之后，将其加热到50～60℃。结果，可将其中有机体相关物质已固定于凝胶网络上的凝胶体固定在该空心部分或孔隙部分上。

如上所述，当三维地排列纤维1时，使所使用的纤维排列装置10配备纤维卷取于其上的纤维卷取装置11，以及向纤维卷取装置11供给纤维1的纤维供给装置12。纤维供给装置12具有在相对于纤维卷取装置11移动的同时提供纤维的活动引导件16。纤维卷取装置11具有绕轴19a转动的、同时纤维1卷绕于其周边上的纤维卷取线轴19，以及纤维排列平板22a和22b，分别在纤维卷取线轴19的周边上的多个预定位置处层叠多个纤维排列平板，并且在纤维排列平板的各外表面上排列纤维1。结果，可非常高效地在短时间内以高精度和高密度排列纤维1，并且还可为工业批量生产纤维排列体32。即，如果使用这种纤维排列装置10，则不必如常规情况下那样执行将单个纤维插入夹具内形成的孔的复杂工作。此外，由于不必使用镊子等引导纤维插入该孔，所以不会出现在使用镊子插入纤维时已经插入相邻孔的纤维会妨碍该操作的问题。另外，由于(本发明的)操作不是将纤维1插入孔而是将纤维排列在凹条21内，所以即使纤维的外径窄且刚性低，仍可容易地排列纤维，从而纤维1的排列的密度可以更高。

即，通过使用上述纤维排列装置10，即使纤维1的外径小且难以操纵，仍可在短时间内高密度且高效地精确排列纤维，并且可批量生产纤维排列体32。结果，可批量生产能够分析大量种类样品的固定有有机体相关物质的微阵列35。

此外，具体地，纤维排列平板22a和22b在其外表面上形成基本相互平行的多个凹条23a和23b，在每个凹条中排列一根纤维1，并且纤维排列平板22a和22b层叠在纤维卷取线轴19的周边上，以便凹条23a和23b垂直于纤维卷取线轴19的轴19a。结果，可更精确和可靠地排列纤维1。

此外，通过使用精密间距平板22a和宽间距平板22b作为纤维排列平板22a和22b，可容易地获得在其一端以精密阵列间距排列纤维而在另一端以比该精密阵列间距宽的阵列间距排列纤维的纤维排列体32。如果使用这种纤维排列体32，则如上所述，还可容易地使用孔板39将有机体相关物质引入每根纤维1。

[示例]

下面将使用示例具体地说明本发明。

示例1

使用其结构与图1所示的结构相同的纤维排列装置10，但是完全省略图4B所示的宽间距平板22b并仅设置120个图4A所示的精密间距平板22a，并且仅竖立十二组(即，共24个)精密间距支柱21a作为纤维卷取线轴。使用此纤维排列装置10，可得到其中直径为0.3mm的聚碳酸酯空心纤维排列成10行×10层的纤维卷绕体。

应注意，管嘴形活动引导件16在X轴方向上的移动速度设为12000mm/分钟，并且移动间距设为0.42mm，该间距与精密间距平板22a中的凹条23a之间的间距相同。通过张力施加装置向以此方式排列的空心纤维施加5mN的张力。另外，活动引导件16的末端与其中排列来自活动引导件16的纤维1的精密间距平板22a的凹条之间的最小距离(即间隙)设为恒定的0.5mm。纤维卷取线轴19的转速设为10rpm。管嘴形活动引导件16的内径、外径和长度分别设为0.4mm、0.7mm和12mm。

结果，在大约一小时的工作时间内，得到其中纤维1精确排列成10行×10层的纤维卷绕体。

示例2

使用图1所示的纤维排列装置10，得到例如图6所示的其中直径为0.3mm的聚碳酸酯空心纤维排列成10行×10层的纤维卷绕体30。

应注意，管嘴形活动引导件16在X轴方向上的移动速度设为12000mm/分钟。对于精密间距平板22a的移动间距设为0.42mm，该间距与精密间距平板22a中的凹条23a之间的间距相同；对于宽间距平板22b的移动间距设为4.5mm，该间距与宽间距平板22b中的凹条23b之间的间距相同。通过张力施加装置向以此方式排列的空心纤维施加5mN的张力。另外，活动引导件16的末端与其中排列来自活动引导件16的纤维的纤维排列平板22a和22b的凹条23a和23b之间的最小距离(即间隙)设为恒定的0.5mm。纤维卷取线轴19的转速设为10rpm。

结果，在大约一小时的工作时间内，得到纤维卷绕体30，其中在该同一纤维卷绕体30内纤维1以两种不同的阵列间距排列成10行×10层。

示例3

在夹在示例2中得到的纤维卷绕体30中的精密间距平板22a的两个层叠体25之间的部分上的两个位置放置如图9所示的灌注块36。如图10所示，然后将聚氨基甲酸乙酯弹性体(以coronate 6：nippolan 4的比例混合的coronate 4403/nippolan 4276)溶液注入中空部内部并使之硬化，从而得到图11所示的状态。然后，切开纤维1并适当地去除纤维排列平板22a和22b。结果，可由单个纤维卷绕体30制备纤维1以图7所示的方式精确排列于其中的两个块状纤维排列体32。直到灌注树脂溶液之前，所需的工作时间大约为一小时。

示例4

得到如图6所示的纤维卷绕体30，其中除了张力施加装置27的力矩马达28没有操作并且上述间隙为3mm之外，以与示例1相同的方式排列纤维1。

示例5

得到如图6所示的纤维卷绕体30，其中除了未通过张力施加装置27的张紧器29提供纤维1之外，以与示例1相同的方式排列纤维1。

示例6

得到如图6所示的纤维卷绕体30，其中除了上述间隙设为10mm之外，以与示例1相同的方式排列纤维1。

示例7

得到如图6所示的纤维卷绕体30，其中除了在精密间距平板上形成由基于乙酸乙烯酯的粘合剂制成的粘合层而不是凹条之外，以与示例1相同的方式排列纤维1。然后，以与上述示例3相同的方式在纤维1上执行树脂固定，从而制备两个块状的排列空心纤维的树脂体。

根据每一个上述示例，可在短时间内精确地排列纤维。特别地，根据示例1～3，可得到尤其精确的纤维排列。而且，在示例3中，得到其中在此状态下纤维保持固定的极佳的纤维排列体。

相比之下，在示例4～6中，纤维的排列情况稍差于示例1～3。在示例5中，当使活动引导件16移动时趋于在纤维上施加很大的应力。

比较示例1

使用厚度为0.1mm的两个不锈钢多孔板作为纤维排列夹具，在该多孔板中使用光蚀刻方法以0.42mm的间距制备水平7行和垂直7行共49个直径为0.32mm的孔。在多孔板内的所有孔中插入49根聚碳酸酯空心线(外径0.3mm×长度1m)，并且两个多孔板之间的间隙设为50mm。

接着，将以此方式排列的两个多孔板之间的空心线放置在灌注夹具内。然后，将与示例3中所使用的相同的聚氨基甲酸乙酯弹性体(即coronate4403/nippolan 4276)灌注到被多孔板和灌注夹具封闭的空间内。结果，形成垂直、水平和高度尺寸为20mm×20mm×50mm的块状空心线排列体。直到灌注树脂溶液之前的工作时间大约为六小时。

接着，将详细说明本发明的纤维排列夹具以及使用该夹具制造纤维排列体的方法。

[纤维排列夹具]

使用本发明的纤维排列夹具以便三维地排列多个纤维，并通过固定在此状态下的三维排列的纤维得到纤维排列体。

图13是示出纤维排列夹具110的一个示例的透视图。

还如图14A和14B所示，此纤维排列夹具110具有十个由矩形平板构成的纤维排列平板120，在这些纤维排列平板120的一个表面上基本相互平行地形成六个凹条121，在每个凹条内排列一根纤维。纤维排列夹具110还具有用于将纤维排列平板120精确地定位在预定位置的定位夹具130。

如图14A所示，在此示例的每个纤维排列平板120的两端附近形成一个圆形定位通孔(由标号122指示)。相反，如图14B所示，定位件130由形式为矩形平板的基台133和相对于基台133垂直直立的两组(每组中有两个柱)支柱132(总共4个)形成。在每个纤维排列平板120内形成的两个定位通孔122之间的间隔D5形成为与直立在基台133上的每组支柱132之间的间隔D6相同。另外，支柱132的外径形成为稍小于定位通孔122的内径，以便可提供足够的间隙。如图13所示，通过将支柱132插入各个纤维排列平板120内的定位通孔，可将每个纤维排列平板120精确地放置在预定位置。

即，在此示例的纤维排列夹具110中，如图13所示，使用定位件130，可将两个纤维排列平板120放置在基台133上，使得在纤维排列平板120内形成的凹条121放置成相互对准，并在两个纤维排列平板之间提供预定的间隔W。此外，通过将其它纤维排列平板120层叠在已放置在基台133上的纤维排列平板120之上，最终可层叠成每组中具有五层纤维排列平板120的两组。

因此，根据此纤维排列夹具110，通过在每个纤维排列平板120的每个凹条121内排列一根纤维(下文将详细说明)，可将纤维排列成五层，每层具有六行。

应注意，附图中的标号131指示由与纤维排列平板120形状相同的矩形板形成的隔板。在该隔板的两端附近形成两个圆形定位通孔。通过与对纤维排列平板120所采用的方法相同的方法利用定位件130定位隔板131。可在必要时使用隔板131，并且可根据纤维固定过程(下文将详细说明)中使用的灌注块的厚度，适当地使用具有所需厚度的隔板131。

这里，可根据在纤维排列平板120中形成的凹条121内排列的纤维的外径，适当地设定凹条121的宽度和深度。当如此示例中的情况，即凹条121在长度方向的垂直方向上的截面构型为矩形时，优选地该宽度和深度在所排列的纤维的外径尺寸的100～125％的范围内。如果该宽度和深度为此尺寸，则纤维可在不会从凹条121突出的情况下进行排列。此外，为了更容易地精确排列纤维并且考虑到在将纤维插入凹条121时的工作效率，最优选地，凹条121的宽度和深度约为纤维的外径的尺寸的110％。如果凹条121的尺寸一致并且足够深以使纤维不会突出并且使纤维可容易地插入其中，则其截面构型并不局限于图中示例所示的矩形构型。凹条121的底部也可形成为具有曲面形状以符合纤维的外部轮廓(即，成U形)，或者成梯形或V形。

用于形成纤维排列平板120的材料并没有特别限制，然而，优选地为金属。特别地，从耐蚀性和强度考虑，该金属优选地使用基于不锈钢的弹簧钢。

用于制造纤维排列平板120的方法仅需要包括制备扁平的金属板，然后在其一个表面内形成凹条。可用于在扁平金属板内形成凹条的方法包括：1)通过机械加工每次形成一个凹条121的方法；2)使用专用的带刃工具同时切出和形成多个凹条121的方法；以及3)通过蚀刻形成凹条121的方法。除此之外，4)可使用另一种方法，其中，制备其厚度与正被形成的凹条121的深度相同的扁平金属板(a)，然后通过蚀刻将该金属板加工成格架构型。然后仅将形成所得到的格架部件的格架的条杆部结合到另一个扁平金属板(b)上，然后通过切除从扁平金属板(b)突出的条杆部，形成其深度与使用的扁平金属板(a)的厚度相同的凹条121。

在这些方法中，对于方法1)和2)，由于通过机械加工形成凹条121，所以在形成特别细的凹条121时必须小心，以便不会由于机械加工产生的热量导致尺寸改变，以及不会由于机械加工产生的残余应力导致弯曲，并且不会由于切削刃的磨损而导致凹条121的宽度或深度改变。另外，尽管在基于蚀刻的方法中不存在诸如方法1)和2)中可能出现的尺寸改变或弯曲的问题，但是仍必须通过蚀刻条件来控制凹条121的深度。结果，必须适当地设置或调节蚀刻条件。因此，优选地使用方法4)作为形成凹条121的方法，因为这样可在不需要如方法3)中那样严格设置和调节蚀刻条件的情况下，形成精确的凹条121。

在方法4)中，用于将格架部件结合在扁平金属板(b)上的方法可以是使用粘合剂的粘结方法，或者是这样的方法，其中在格架部件或扁平金属板(b)的结合面上形成将成为粘接剂的金属薄膜，然后通过施加热和压力将格架部件和扁平金属板两者结合在一起。然而，如果使用粘合剂或粘接剂，则可能由于粘接剂或粘合剂的厚度不均匀而使凹条121的厚度不均匀。还可能由于过量的粘接剂或粘合剂从结合面扩散到凹条121内而使凹条变窄，以及可能由于材料的热膨胀系数的任何差别产生的双金属效应导致发生弯曲。因此，为了消除这些可能性，优选地使用相同的材料形成格架部件和扁平金属板(b)，并且使用固相扩散结合(法)将格架部件和扁平金属板(b)结合在一起，在该结合法中，通过在真空中向格架部件和扁平金属板(b)施加热和压力而使金属结构成一体并结合在一起。

应注意，如上所述，优选地使用金属例如基于不锈钢的弹簧钢作为纤维排列平板120的材料，然而，只要可确保足够的强度和尺寸精度，也可使用热塑性合成树脂、热固性合成树脂、可光致固化合成树脂等。在此情况下，可使用这样的方法，其中，通过使用精密金属模型进行压力模制或注塑模制来模制这些树脂以便形成纤维排列平板120。根据这种模制方法，可低成本地大量制造相同的纤维排列平板120。

对于定位件130的材料没有特别限制，然而，优选地使用强度和耐锈蚀性非常好的不锈钢等。

应注意，在图13所示的纤维排列夹具110中，如上所述，通过将定位件130的支柱132与各个纤维排列平板120的定位通孔122配合在一起，可具体和精确地确定多个纤维排列平板120的放置位置。根据这种定位机构，可使用简单的结构实现高精度的定位。然而，只要可具体和精确地定位纤维排列平板120，则对定位机构没有限制。例如，如图15所示，可使用具有形水平截面且直立在扁平的矩形板形状的基台133上的引导件135而不是支柱的定位件作为定位件130。在图15所示的定位件130内，设置两个组，每个组由两个相互面对地定位的形引导件135形成。将纤维排列平板120放置或层叠在每组的引导件135之间。结果，可具体和精确地确定多个纤维排列平板120的放置位置。

此外，在图13～14B所示的纤维排列夹具110中，在每个纤维排列平板120中形成六个凹条121，并且这些纤维排列平板120层叠成5层。结果，可排列总共30根纤维。只要在每个纤维排列平板120中形成的凹条121的数量以及层叠的纤维排列平板120的层数均为多个，则凹条的数量和层叠的层数并没有限制，且可设定为所需的数量。在每个纤维排列平板120中形成的凹条121的数量优选地在6～100的范围内，更优选地在10～100的范围内。层叠的纤维排列平板120的层数优选地在5～100的范围内，更优选地在10～100的范围内。

而且，还可通过改变各层的每个纤维排列平板120中形成的凹条121的数量，来改变每层中排列的纤维的数量。

此外，对放置成使得每个纤维排列平板120中形成的凹条121的位置相互对准的两个纤维排列平板120之间的间隔W没有特别限制，此间隔W可适当地设定。这里，如果间隔W设定为大的间隔，则可得到加长的产品以作为最终得到的纤维排列体。如果得到加长的产品，则当沿与纤维交叉的方向将纤维排列体切成薄片并制造固定有有机体相关物质的微阵列时，可由单个纤维排列体得到大量固定有有机体相关物质的微阵列，这在制造成本方面是有利的。然而，间隔W越大，则严格控制两个纤维排列平板120之间的纤维的排列状态就越困难。因此，优选地在考虑这些方面的基础上适当地设定间隔W。

此外，在此示例的纤维排列夹具110中，首先定位两个纤维排列平板120，然后将其它纤维排列平板120均层叠在这两个板上。结果，形成两组层叠的纤维排列平板120。只要以预定间隔定位纤维排列平板120使得每个纤维排列平板120内形成的凹条121相互对准，则也可将三个或更多个纤维排列平板120放置在适当的位置，并将每个其它纤维排列平板120层叠在这些板上，以便形成三组或更多组层叠的纤维排列平板120。例如，如果形成N组层叠的纤维排列平板120，则可制造N-1组纤维排列体，并且需要使设置在定位件130上的每组的支柱132成为N组(纤维排列平板)的两个支柱132。

[制造纤维排列体的方法]

接着，将说明制造纤维排列体150(见图16)的方法，其中30根纤维处于三维排列时固定该纤维。此纤维排列体150是通过执行纤维排列步骤然后执行纤维固定步骤得到的，在该纤维排列步骤中使用图13所示的纤维排列夹具110三维地排列30根纤维，在该纤维固定步骤中在纤维处于三维排列状态时固定这些纤维。在图16所示的纤维排列体150中，可在箭头所示的方向上基本相互平行地插入30根纤维140。

标号151指示可固化树脂，利用此树脂固定这30根纤维并保持每个纤维之间的间隔。

(纤维排列步骤)

优选地可图示说明纤维排列步骤的两个具体实施例。首先说明第一实施例。

在第一实施例中，首先，如图17所示，将各个隔板131的定位通孔配合在图14B所示的定位件130的两组支柱132上，从而将这两个隔板131放置在适当位置。接着，制备两个纤维排列平板120，并分别将每个纤维排列平板中的定位通孔122配合在定位件130的两组支柱132上。这两个纤维排列平板120以预定间隔这样定位，使得这两个纤维排列平板120内形成的各个凹条121相互对准。上述过程构成第一步骤。

接着，如图18所示，执行第二步骤，分别排列六根纤维140使得纤维跨越对准的凹条121，即，使得纤维140不会相互交叉或相互重叠。

然后，执行第三步骤，如图19所示，将其它纤维排列平板120分别层叠在这两个纤维排列平板120上，该纤维排列平板已被定位件130定位并且在其凹条121内已排列单根纤维140。

在此第三步骤之后还可有第四步骤，其中，向每根排列的纤维140施加张力，然而，在此之前，如图20所示，优选地执行暂时固定步骤，其中，通过另外在纤维排列平板上层叠加重件134，来保持第一层(即最底层)纤维排列平板120与在该第一层之上的第二层纤维排列平板120之间紧密接触。

如果执行这种暂时固定，则该六根已排列的纤维140不会从凹条121冒出，从而可稳定地执行随后执行的第四步骤，并可提高工作效率。

即，在层叠的纤维排列平板120上均放置加重件134，所述加重件为重物。此时，优选地使用如图所示在其两端附近形成定位通孔且可利用支柱132定位的扁平体作为加重件134，因为这可防止加重件134被错误定位或落下。

第四步骤是向每个已排列的纤维140施加张力的步骤，该步骤旨在防止在纤维排列步骤之后执行的纤维固定步骤中纤维140在松垂状态下被固定。应注意，施加的张力的大小在不会使纤维140弹性变形或断裂的范围内。

一种用于向纤维140施加张力且保持该张力的方法的示例是使用如图21所示的张力施加装置160的方法。

该张力施加装置160具有定位件130被放置且固定于其上的放置基台161，固定已排列的纤维140的一端140a的纤维固定部162，以及固定同时牵拉纤维140的另一端140b的固定夹具163。固定夹具163具有保持纤维140的另一端140b的保持件163a例如夹钳，和连接到该保持件163a的弹性体163b例如弹簧或橡胶件。弹性体163b可固定在放置基台161安装于其上的平板164上，这样可保持纤维140处于张紧状态。应注意，在图21内，标号165指示圆杆形式的引导件。如图21所示，该引导件165可使固定夹具163牵拉纤维140的方向改变成90度的向下方向。因此，还如图22所示，即使随后层叠四层纤维140并向每根纤维140施加张力，仍可容易地确保基台164上具有用于固定弹性体163b的紧凑空间。

此外，优选地，引导件165的顶部的高度稍低于在纤维排列平板120中形成的凹条121的底部的高度，从而不仅沿纤维140的纵向向每根已排列的纤维140施加张力，而且还沿纤维140被向下压到凹条121的底部上的方向作用有力。通过采用例如这种结构，可向每根纤维140施加张力以防止每根纤维变松，并且即使除去最上层纤维排列平板120或加重件134，仍可防止纤维140从凹条121冒出。

以此方式执行第四步骤，从而得到图21所示的状态。结果，将第一层纤维140排列在预定位置并向该纤维施加张力的工作结束。

如果执行使用加重件134的暂时固定步骤，在除去这两个加重件134之后，对第二层纤维排列平板120的凹条121执行上述第二步骤，即分别排列纤维140使得该纤维跨越对准的凹条121。然后，通过以相同方式再次执行第三步骤、在必要时执行暂时固定步骤、以及第四步骤，可将第二层纤维140排列在预定位置。

应注意，在每层的排列操作中，还可在第四步骤完成之后执行纤维结合步骤，在已张紧的纤维140与其中排列这些张紧的纤维140的凹条121之间的间隙中放入粘合剂，以便将各根纤维结合到凹条121上。也可对每层的两个纤维排列平板120的各根纤维140和凹条121执行这种纤维结合步骤，然而，优选地将被固定夹具163固定的纤维140的另一端140b结合到纤维排列平板120的凹条上。此处使用的粘合剂优选地为随后易于从纤维排列平板120除去的粘合剂，其示例包括基于水溶性乙酸乙烯酯的粘合剂。通过将被固定夹具163固定的纤维140的另一端140b结合到纤维排列平板120的凹条上，当在随后的纤维固定步骤中执行插入可固化树脂溶液的工作时，可防止树脂溶液从该结合部分泄漏。

这样，通过重复上述每一个步骤，可排列纤维140直到第五层，并且可得到如图22所示的向所有纤维140施加张力的状态。应注意，在排列第五层即最顶层纤维140之后，如果要在其顶部上放置另一块纤维排列平板(即，在第三步骤中)，则可层叠其中没有形成凹条的隔板131代替纤维排列平板。使用具有足够强度的隔板131作为此最顶层的层叠隔板131，并且将5层层叠的纤维排列平板120夹在此隔板131与定位件130的基台133之间。优选地，它们通过螺栓或螺钉紧固，以便即使在随后的纤维固定步骤中仍可保持层叠的纤维排列平板120的层叠状态，并且不会打乱纤维阵列。即，优选地使用隔板131作为压板。此外，层叠在最顶层的作为压板的隔板131除了以此方式固定在定位件130的基台133上之外，只要可固定层叠的纤维排列平板120的层叠状态，则它们也可固定在第一层纤维排列平板120之下的隔板131上。

在上述说明中，层叠其它纤维排列平板120的第三步骤在排列纤维140的第二步骤之后和向这些纤维140施加张力的第四步骤之前执行。然而，在第二步骤之后，也可在执行第四步骤之后执行第三步骤。在此情况下，优选地，在第四步骤之前，使用如上述暂时固定步骤中使用的与纤维排列平板120之间的接触面是平面的加重件134来防止在第四步骤期间各根纤维140从凹条121冒出。

接着，将说明纤维排列步骤的第二实施例。

在第二实施例中，同样，首先如图23所示，将两个隔板131的定位通孔分别配合在定位件130的两组支柱132上，并将隔板131放置在适当位置。接着，制备一个纤维排列平板120，并将其中的定位通孔122配合在定位件130的一组支柱132上。纤维排列平板120被这样定位在预定位置。上述过程构成第一步骤。

接着，执行第二步骤，其中，制备另一个纤维排列平板120，将已切成预定长度的每根纤维140的一端140a分别排列在凹条121内并进行结合，如图24所示，从而制造出在其上已完成纤维结合的纤维排列平板120’。

这里，用于将纤维140结合在凹条121内的方法优选地是这样的方法，其中，预先在每个凹条121内稀薄地涂覆一层粘合剂，然后将每根纤维140的一端140a排列在凹条121内。此时，要注意不要使粘合剂溢出到纤维排列平板120的凹条121之外的部分，如果确实有粘合剂溢出，则必须立即将其除去。如果在纤维排列平板120的凹条121之外的部分内存在粘合剂，则不能以稳定的方式将其它纤维排列平板120层叠在其上已完成纤维结合的该纤维排列平板120’之上。还可能影响最终得到的纤维排列体150中纤维的阵列间距。

接着，如图25所示，执行第三步骤，将在第二步骤中被排列并结合在凹条121内的纤维140的另一端(即自由端)140b分别排列在已在第一步骤中层叠在定位件130上的纤维排列平板120的凹条内。由于纤维140的一端140a已结合在凹条121上，所以能够容易地执行该排列操作。

接着，如图26所示，执行第四步骤，其中，将另一纤维排列平板120层叠在已层叠在定位件130上的纤维排列平板120之上，以便该平板内排列的各根纤维140不会从凹条121冒出。

在第四步骤之后和第五步骤之前，优选地，如图27所示执行暂时固定步骤，其中，将如第一实施例中所述的加重件134放置在已在第四步骤中放置在预定位置的纤维排列平板120上，从而保持第一层(即最底层)纤维排列平板120与第二层纤维排列平板120之间的紧密接触状态。通过执行此暂时固定，六根已排列的纤维140不会从凹条冒出，从而可稳定地执行随后执行的第五步骤，并可提高工作效率。

在第五步骤中，如图28所示，以预定间距定位纤维已结合于其中的纤维排列平板120’，使得在此纤维排列平板120’内形成的凹条121与已放置在预定位置的纤维排列平板120的凹条121对准。接着，还优选地在其中已完成纤维结合的纤维排列平板120’之上放置加重件134。

接着，执行第六步骤，其中，向每根已排列的纤维140施加不会导致纤维140弹性变形或断裂的张力。

在该第六步骤中，使用与第一实施例中所使用的相同类型的张力施加装置160，并且可使用相同类型的施加张力的方法，然而，此时，纤维140的一端140a已处于结合到其中已完成纤维结合的纤维排列平板120’上的状态，此外，其中已完成纤维结合的这些纤维排列平板120’通过支柱132固定从而不能移动。因此，由于即使向纤维140施加张力该纤维也不会移动，所以在第二实施例中，不必使用纤维固定部162固定纤维140，并将另一端140b固定在固定夹具163中。

通过执行上述每个步骤，可将第一层纤维140排列在预定位置。然后通过以相同方式重复第二步骤和随后的步骤，可将第二层以及随后各层纤维140排列在预定位置。

此外，一旦直到第五层的纤维140的排列已完成，则以与第一实施例的情况相同的方式，优选地在最顶层上放置其中没有形成凹条且还可用作压板的隔板131。然后，应通过螺栓或螺钉固定此隔板131与定位件130的基台133，以便保持层叠的纤维排列平板120的层叠状态，并且不会打乱纤维140的排列。

此外，在每层的排列操作中，在完成第六步骤之后，如第一实施例中所述，也可执行纤维结合步骤，其中，通过在已被张紧的纤维140与这些被张紧的纤维排列于其中的凹条121之间插入粘合剂，来将各根纤维结合在凹条121内。应注意，当执行这种纤维结合步骤时，优选地对通过固定夹具163固定的纤维140的另一端140b执行该步骤。

在关于第二实施例的上述说明中，在将纤维分别排列在已放置在预定位置的纤维排列平板120的凹条121内的第三步骤之后，对于已结合的纤维140的另一端140b依次执行第四、第五和第六步骤，然而，也可在执行第三步骤然后执行第五步骤之后执行第四步骤，或者在执行第三步骤然后执行第五和第六步骤之后执行第四步骤。在此情况下，优选地，通过使用如第一实施例中使用的加重件134，来防止在第五和第六步骤期间各根纤维140从凹条121冒出。

应注意，采用如图29A和29B所示的卷取机构170的方法可用作用于有效制造图24所示的其中已完成纤维结合的纤维排列平板120’的方法，即用作可有效执行第二实施例的第二步骤的方法。

此卷取机构170配备有沿图29B中箭头的方向绕轴171a转动的纤维卷取滚筒171。通过从线轴172向此纤维卷取滚筒171连续供给纤维140，可将纤维140卷绕到纤维卷取滚筒171上。卷取机构170还具有沿设置成与纤维卷取滚筒171的轴171a平行的移动轴173a移动的活动组件173。第一旋转引导件174和纤维引导管嘴175固定在此活动组件173上。图中的标号176和177分别指示第二旋转引导件和第三旋转引导件。

图中的标号178指示浮动滚轮(dancer)旋转引导件。通过在图中的垂直方向上移动，浮动滚轮旋转引导件178向纤维140施加不大于屈服载荷的恒定张力，以使纤维140不会松垂。

具体地，对线轴172供给的纤维140施加制动力，使得浮动滚轮旋转引导件178的位置保持恒定。即，将浮动滚轮旋转引导件178在垂直方向上的位置恒定地反馈给设置在线轴172内的制动器(未示出)，并在浮动滚轮旋转引导件178升高时放松该制动器而在浮动滚轮旋转引导件178下降时收紧该制动器。除此之外，还可以使用生成对应于作用在所供给的纤维140上的张力的电信号的张力检测器来保持恒定的张力。

当使用这种卷取机构170通过将已切成预定长度的纤维140的一端140a分别排列和结合在纤维排列平板120的凹条121内来制造已结合纤维的纤维排列平板120’时，首先，预先在纤维排列平板120的凹条121上涂覆对纤维140的材料无影响的可固化粘合剂。接着，将此纤维排列平板120固定到纤维卷取滚筒171的滚筒面上，使得凹条121垂直于纤维卷取滚筒171的轴171a，并使得该纤维排列平板的没有形成凹条121的一侧的表面与该滚筒面相接触。然后将纤维140从线轴172依次经由第二旋转引导件176、浮动滚轮旋转引导件178、第三旋转引导件177、第一旋转引导件174以及纤维引导管嘴175提供给纤维卷取滚筒171，并将纤维140的末端固定在滚筒面上。

接着，使纤维卷取滚筒171在箭头所示方向上连续转动，纤维卷取滚筒171每转动一次，活动组件173沿纤维卷取滚筒171的轴171a在一个方向(即图29A中的箭头指示的方向)上移动与相邻凹条121之间的距离相同的距离，并且固定在活动组件173上的纤维引导管嘴175也与该活动组件一致地移动。

通过采用此结构，可分别将纤维从安装在纤维卷取滚筒171上的纤维排列平板120的多个凹条121中最远一端的凹条121开始依次排列在所有凹条121内。

在将纤维排列在所有凹条内之后，在纤维排列平板120外切断已排列的纤维140。从而，可从纤维卷取滚筒171取下其中已完成纤维结合的纤维排列平板120’。

应注意，在凹条121内预先涂覆的可固化粘合剂是固化速度较慢的高粘性粘合剂。如果用这种粘合剂涂覆凹条121，则可利用粘合剂的粘性粘附纤维140。因此，粘合剂可在从纤维卷取滚筒171取下已结合纤维的纤维排列平板120’之后固化。

除此之外，还可使用可紫外线固化的粘合剂作为可固化粘合剂。在此情况下，在将纤维140排列在所有凹条121内之后，在切断纤维140之前通过紫外线照射来使粘合剂固化。然后，可从纤维卷取滚筒171取下已结合纤维的纤维排列平板120’。

用于预先用这些可固化粘合剂涂覆纤维排列平板120的凹条121的方法可以是用手将粘合剂涂覆在凹条121上的方法。然而，也可在卷取机构170上设置涂胶辊或分配器，以便可将粘合剂自动涂覆在从线轴172供给的纤维140上或固定在纤维卷取滚筒171上的纤维排列平板120的凹条121上。

在此示例的卷取机构170中，通过移动活动组件173以便将纤维140依次排列在多个凹条121内，固定在活动组件173上的纤维引导管嘴175沿纤维卷取滚筒171的轴171a均匀地移动，然而，也可不移动纤维引导管嘴175，而是使纤维卷取滚筒171沿轴171a均匀地移动。

(纤维固定步骤)

在本发明的制造纤维排列体的方法中，在上述纤维排列步骤之后，执行纤维固定步骤，其中，将已在纤维排列步骤中三维地排列的纤维140照原样固定而不进行任何改变。下面将使用一个方法示例来说明纤维固定步骤，其中用随后固化的可固化树脂填充已三维排列的纤维140之间的间隙。

首先，如图30所示，通过执行纤维排列步骤，将30根纤维140排列在它们各自的凹条内并向纤维施加张力。然后放置灌注块190以便包围悬挂在两个层叠体180a与180b之间的这些纤维140的部分，该层叠体通过将纤维排列平板120层叠成5层而获得。

在此示例中，如图31所示，灌注块190通过以图中所示的方式组合四个板形块190a、190b、190c和190d而形成为筒状。

此示例的四个块190a、190b、190c和190d由金属例如铝形成，并且在这些块的相互接触的表面上以及在将这四个块组合成筒状时形成内壁表面的这些块的表面上执行脱模处理。用于执行此脱模处理的方法的示例包括如图所示将由高度无粘性的特氟隆(注册商标)、聚乙烯、聚丙烯等形成的片状体191粘附到每个表面上的方法，以及通过在每个表面上涂覆树脂形成涂覆的树脂膜的方法。如果以此方式执行脱模处理，则在随后将可固化树脂溶液灌注到灌注块190内部然后进行固化之后，可容易地将灌注块190与固化的树脂分离。此外，还可用高度无粘性的树脂形成灌注块本身(的方法)，来代替在四个块190a、190b、190c和190d上执行此脱模处理。

在筒状灌注块190的内壁表面的一个表面中形成朝其一端变宽的半圆锥形凹口192。如下文将详细说明的，当将可固化树脂注入灌注块190以便填充该灌注块时，此凹口192形成填充孔。应注意，在图31中，为了更容易理解灌注块190的结构，图中省去了用于固定灌注块190的紧固件、30根纤维、以及张力施加装置等。实际上，该30根纤维在由标号193指示的灌注块的中空部内沿图中的左右方向延伸。

如图30所示，由四个块190a、190b、190c和190d构成的灌注块190通过紧固件194例如螺栓或螺钉固定，以便封闭30根纤维140，从而其中没有形成填充孔的灌注块190的一端与纤维排列平板120的一个层叠体180a紧密接触。此时，插入由具有可剥离性和弹性的硅橡胶等形成的密封件195，以便随后提供的可固化树脂溶液不会从灌注块190与层叠体180a之间的紧密接触部泄漏。

此后，如图32所示，使灌注块190与30根纤维140、纤维排列夹具110以及张力施加装置160一起竖立，从而使得灌注块190的形成有填充孔的一侧的端部(即，有孔端)朝上定位。

将容纳可固化树脂溶液的杯196的流嘴放置成紧靠灌注块190中的由半圆锥形凹口192形成的填充孔，并将可固化树脂溶液注入灌注块190的中空部193以使该溶液沿灌注块190的内壁表面扩散。然后，使灌注块190不受干扰地在预定温度下放置预定长的时间，以便提供的可固化树脂溶液能够固化。

用于使用可固化树脂溶液填充灌注块190内部的方法也可以是如图33所示的方法。

即，在灌注块190的通过放置成与层叠体180a紧密接触而被阻塞的一侧的端部附近，在该灌注块的侧壁内形成用于注入树脂的树脂灌注孔。接着，制备管198，并将该管198的一端插入该树脂灌注孔。该管198的另一端连接到漏斗199。然后通过将可固化树脂溶液注入漏斗199，使可固化树脂溶液自下而上逐渐填充灌注块190的内部。

应注意，当以此方式使用可固化树脂溶液时，优选地预先在真空内搅动可固化树脂溶液并对溶液脱气。如果树脂溶液被脱气，则在树脂固化之后其内部没有气隙，从而树脂能够充分渗入纤维140之间的空间。尤其优选地，对可固化树脂溶液充分脱气，且在减压条件下执行上述树脂灌注工作。

在已填充在灌注块190内的可固化树脂溶液固化之后，将灌注块190分解成四个块190a、190b、190c和190d。将由30根纤维140和固定该纤维140的可固化树脂151构成的纤维排列体150与张力施加装置160和各个纤维排列平板120分开。然后通过适当地切割纤维140，可得到处于如图16所示状态或处于如图34或35所示状态的纤维排列体150。

此处使用的可固化树脂的类型优选地为这样的可固化树脂溶液，即，在常温下处于低粘性状态，且能够填充灌注块190的中空部193然后在室温下固化，并且在固化之后可用切割器等容易地切割成具有均匀厚度的薄片。此外，得到的薄片优选地具有足够的硬度和弹性，以便它们不会碎裂或断裂。这种可固化树脂的示例包括两液反应可固化树脂例如聚氨基甲酸乙酯树脂。

(纤维)

上文已说明三维地排列多个纤维140的纤维排列步骤，和固定已三维排列的纤维140的纤维固定步骤。然而，对于以上述方式排列然后固定的纤维的类型没有特别限制。其示例包括诸如合成纤维、半合成纤维、再生纤维和无机纤维的化学纤维以及天然纤维。

合成纤维的代表示例包括：各种基于聚酰胺的纤维例如尼龙6、尼龙66和芳族聚酰胺；各种基于聚酯的纤维例如聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸和聚乙二醇酸类；各种基于丙烯酸的纤维例如聚丙烯腈；各种基于聚烯烃的纤维例如聚乙烯和聚丙烯；各种基于聚乙烯醇的纤维；各种基于聚偏二氯乙烯的纤维；各种基于聚氯乙烯的纤维和基于聚氨基甲酸乙酯的纤维；基于酚的纤维；基于氟的纤维例如聚偏二氟乙烯和聚四氟乙烯；基于聚亚烃基对羟基苯甲酸酯的纤维；使用基于(甲基)丙烯酸的树脂的纤维例如聚甲基丙烯酸甲酯，以及使用基于聚碳酸酯的树脂的纤维。

半合成纤维的代表示例包括：各种基于使用二乙酸酯、三乙酸酯、壳多糖或脱乙酰壳多糖作为原料的纤维素衍生物的纤维；以及已知为普罗米克斯的各种基于蛋白质的纤维。

再生纤维的代表示例包括：各种基于纤维素的再生纤维，例如使用粘胶法、铜铵法或有机溶剂法得到的人造纤维、铜氨纤维和粘液丝。

无机纤维的代表示例包括玻璃纤维和碳纤维。

天然纤维的代表示例包括：植物纤维例如棉、亚麻、苎麻和黄麻；动物纤维例如羊毛和蚕丝；以及矿物纤维例如石棉。

这些纤维140可适当地用于制造纤维排列体150，然而，如上所述，由于在纤维排列步骤中向纤维140施加张力，所以在上述纤维中，优选地使用具有高弹性模量和屈服强度的基于聚碳酸酯的纤维、基于聚酯的纤维、基于尼龙的纤维和芳族聚酰胺纤维等。

也可使用通过已知的纤维形成技术例如熔体纺丝方法、湿纺法和干纺法或这些技术的组合得到的天然纤维之外的任何纤维。

此外，可使用未进行任何改性的未加工纤维作为纤维140，然而，在必要时，可使用其中已引入反应官能团的纤维，或者使用已进行等离子处理或利用γ射线或电子束等的辐射处理的纤维。

此外，对纤维140的形式没有特别限制，并且纤维140可以为单丝形式或复丝形式。另外，纤维140可由通过将短纤维纺纱得到的短纤纱形成。纤维140也可是空心纤维或具有多孔结构的纤维。可使用采用专用喷嘴的已知方法制造空心纤维。

对于纤维140的外径没有特别限制，并且可使用具有所需外径的纤维140。然而，如果外径过小，则易于发生断裂，并且操纵的便利性会变差。另一方面，纤维140的外径越小，则纤维140能够排列的密度就越高。因此，纤维140的外径设置为能提供操纵的便利性和所要求的排列密度两者。优选地，单个纤维的外径为500μm或更小，更优选地为300～100μm。如果使用复丝纤维作为纤维140，则可使用83分特/36丝或82分特/45丝等而不进行任何改变。

例如，如下所述，当由纤维排列体150制造固定有有机体相关物质的微阵列时，使用外径为150μm的单丝纤维作为纤维140。当以200μm的阵列间距排列此单丝纤维时，在1cm²的面积内可排列的纤维140的数量为2400。因此，通过在一根纤维内固定一种有机体相关物质，可在每平方厘米内固定2400种有机体相关物质。此外，如果以300μm的阵列间距排列外径约为200μm的单丝多孔纤维、单丝空心纤维或单丝多孔空心纤维时，可得到其中每平方厘米内排列约1000根纤维140的纤维排列体150。因此，通过在一根纤维内固定一种有机体相关物质，可在每平方厘米内固定1000种有机体相关物质。

[制造固定有有机体相关物质的微阵列的方法]

接着，将说明由通过执行上述纤维排列步骤和纤维固定步骤获得的纤维排列体150制造固定有有机体相关物质的微阵列的方法。

在纤维排列步骤和纤维固定步骤中，如果使用有机体相关物质已预先固定于其中的纤维作为该被三维地排列和固定的纤维140，则通过沿与纤维140交叉的方向将得到的如图16所示的纤维排列体150切成如图36所示的薄片，其中有机体相关物质已固定于其中的纤维140被可固化树脂固定，从而可得到固定有有机体相关物质的微阵列200的薄片，在该薄片的两个表面上暴露出纤维140的横截面。切片的方向应该是与纤维140的纵向交叉的方向。优选地，应该是垂直于纤维140的纵向的方向。

如果固定于纤维140中的有机体相关物质是例如核酸，则通过向得到的固定有有机体相关物质的微阵列200提供样品并执行杂化，可使用固定在纤维上的核酸作为探针来检测该样品中存在的特定核酸序列。

应注意，如果使用复丝纤维或短纤纱等作为纤维140，则可将有机体相关物质固定在单体纤维之间的间隙内。此外，如果使用空心或多孔纤维作为纤维140，则可将有机体相关物质固定在纤维140内的空心部分或间隙内。

另一方面，在纤维排列步骤和纤维固定步骤中，如果使用有机体相关物质没有预先固定于其中的纤维作为被三维地排列和固定的纤维140，则可获得处于图34和35所示状态的纤维排列体150，即，在该状态中，纤维140的至少一端延伸超过可固化树脂151，并且在将有机体相关物质固定在此纤维排列体150的每根纤维140内之后，沿与纤维140交叉的方向将纤维排列体150切成薄片。

用于将有机体相关物质固定在图34所示的纤维排列体150——其中排列有机体相关物质未固定于其中的纤维140——的各根纤维140内的方法的一个示例是图37所示的方法。当使用多孔纤维、空心纤维、多孔空心纤维作为纤维140时此方法是有效的，该方法通过减小纤维一端的压力而使得可从纤维的另一端吸入液体。

首先，制备与纤维140的数量相同的容器197，即，在此情况下制备30个容器197，并在每个容器197内放置包含有机体相关物质的溶液。分别将纤维140的从纤维排列体150的可固化树脂151延伸的一端浸入包含该溶液的容器197。然后通过从纤维140的另一端吸取溶液，向上吸取在每根纤维140的中空部或多孔部分内的包含有机体相关物质的溶液被，并将有机体相关物质引入每根纤维140。在这30根纤维140中，引入每根纤维140的有机体相关物质的类型可以不同。也可将多个纤维组成一组，并将同一类型的有机体相关物质引入该组。

以此方式引入纤维140的有机体相关物质的示例包括诸如脱氧核糖核酸(DNA)、核糖核酸(RNA)、肽核酸(PNA)和氧肽核酸(OPNA)的核酸以及蛋白质和多糖。所使用的有机体相关物质可以是市场上可买到的，或者是从活细胞得到的。

如果使用核酸作为有机体相关物质，则可使用已知的方法由活细胞制备DNA或RNA。例如，可使用Blin’s方法(见Blin等人的Nucleic AcidsRes.3：2303(1976))提取DNA。可使用Favaloro’s方法(见Favaloro等人的Methods Enzymol.65：718(1980))提取RNA。

还可使用链状或螺旋状质粒DNA或染色体DNA，通过使用限制酶对这些DNA切片或通过对这些DNA化学切片得到的DNA片，已在试管内通过酶合成的DNA，或者化学合成的DNA。

各种有机体相关物质可以原有形式不经改性来使用，或者可以其中有机体相关物质已经历化学改性的衍生物的形式来使用，或者在必要时，它们可进行转化然后使用。例如，如果使用核酸作为有机体相关物质，则可利用氨基形成作用、生物素形成作用、地高辛配基形成作用等已知的用于化学改性有机体相关物质的方法(Current Protocols in Molecular Biology，Ed.；Frederick M.Ausubel et.al.(1990)和Deisotoping ExperimentalProtocols(1)DIG Hybridization(shuujunsha))。

在将有机体相关物质引入纤维140之后，用于将该有机体相关物质固定在该纤维内的方法能够利用纤维140与有机体相关物质之间的各种化学或物理相互作用，即，属于纤维140的官能团与形成有机体相关物质的成分之间的化学或物理相互作用。

如果使用多孔纤维、空心纤维、多孔空心纤维作为纤维140，则在使用上述方法或类似方法将包含有机体相关物质的溶液吸取和引入构成纤维排列体150的纤维140的空心部分或孔隙部分之后，可使用纤维140的空心部分或孔隙部分的内壁表面等上存在的官能团与形成有机体相关物质的成分之间的相互作用，将有机体相关物质固定到这些纤维140上。

如果将未改性的核酸固定在纤维140上，则在该核酸与纤维140相互作用之后，该核酸可通过烘焙(baking)或紫外线照射固定。如果将被氨基改性的核酸固定在纤维140上，则可使用交联剂例如戊二醛或1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二酰亚胺(EDC)使核酸与纤维的官能团偶联。此外，还可通过进行热处理、碱处理、表面活化处理等来转化被固定的有机体相关物质。如果使用由诸如细胞或生物质的原料得到的有机体相关物质，则还可进行诸如除去不必要的细胞成分的处理。应注意，这些处理可分别进行或同时进行。此外，在包含有机体相关物质的样品上进行这些处理之后，可将有机体相关物质固定在纤维140上。

如上所述，在三维地排列多个纤维140时，使用的纤维排列夹具110具有多个纤维排列平板120，在这些纤维排列平板的一个表面上基本相互平行地形成多个凹条121，在每个凹条内布置一根纤维140，纤维排列夹具110还具有用于将纤维排列平板120放置在预定位置的定位件130。通过定位件130将至少两个纤维排列平板120相互隔开地定位，从而使形成于每个纤维排列平板120中的凹条121相互对准，并且将一个或多个其它纤维排列平板板120逐个地层叠在这些纤维排列平板120之上。结果，可非常高效地以高精度和高密度排列纤维1，并且还可为工业批量生产纤维排列体150。即，如果使用这种纤维排列夹具110，则不必如常规情况下那样执行将单个纤维插入夹具内形成的通孔的复杂工作。此外，由于不必使用镊子等引导纤维插入该孔，所以不会出现在使用镊子插入纤维时已经插入相邻孔的纤维会妨碍该操作的问题。另外，由于(本发明的)操作不是将纤维140插入孔而是将纤维排列在凹条121内，所以即使纤维的外径窄且其刚性低，仍可以容易地排列纤维，从而纤维140的排列的密度可以更高。

此外，当使用这种纤维排列夹具110时，可对纤维排列步骤内包含的工作进行划分，从这个观点出发，可提高纤维排列体150的生产率。

例如，如果使用第二实施例执行上述纤维排列步骤，则该工作可划分成这样一个步骤，其中可使用如图29A和29B所示的卷取机构170大量连续制造已结合纤维的纤维排列平板120’，以及除此步骤之外的所有步骤。结果，不同的操作员可同时执行该工作。相反，在常规情况下那样将纤维逐个地插入其中形成孔的夹具内的工作中，依次插入所有纤维的整个工作仅是一个步骤，并且难以对其中包含的工作进行划分。结果，工作效率差。

即，通过使用上述纤维排列夹具110，即使纤维140的外径小且它们难以操纵，仍可高密度且高效地精确排列这些纤维，并且由于制造工作可分别执行，所以可批量生产纤维排列体。结果，可批量生产能够分析大量样品的固定有有机体相关物质的微阵列。

[示例]

将使用下文给出的示例具体说明本发明。

(参考示例1)

合成下文的探针A和探针B。

探针A  gcgatcgaaa ccttgctgta cgagcgaggg ctc(排列号1)

探针B  gatgaggtgg aggtcagggt ttgggacagc ag(排列号2)

使用由PE Biosystem制造的自动DNA/RNA合成仪(型号394)执行寡核苷酸的合成。在DNA合成的最后步骤中，使用aminolink II(商标名，Applied Biosystem制造)将氨基己基[NH2(CH₂)₆-]引入各个核苷酸的5’末端。

(参考示例2)

制备由下述成分形成的溶液A。

PMMA单丙烯酸酯(分子量6000)：按质量计为5份

甲苯：按质量计为95份

(参考示例3)

制备由下述成分形成的溶液B。

丙烯酰胺：按质量计为9份

N，N’-亚甲基双丙烯酸胺：按质量计为1份

2，2’-偶氮双(2-甲基丙酰胺)二氢氯化物(V-50)：按质量计为0.1份

水：按质量计为90份

(示例1)

(1)将有机体相关物质引入并固定在空心纤维内

将由尼龙制成的空心纤维(即，由外径为0.28mm、内径(即，空心部分的直径)为0.2mm的尼龙6制成的熔纺产品)切成700mm长，从而制备900根尼龙空心纤维。从这些空心纤维的一端将甲酸引入空心纤维的空心部分并在其中保持一分钟。接着，将大量室温下的水注入该空心部分，以便该空心部分被适当地洗涤，然后使其干燥。这构成了尼龙空心纤维的预处理。

将在参考示例1中合成的具有氨基的寡核苷酸探针A和B固定到已经过预处理的尼龙空心纤维的内壁上。具体地，经由450根空心纤维的一个端部引入通过将探针A添加到磷酸钾缓冲溶液内而得到的溶液，而经由另外450根空心纤维的一个端部引入通过将探针B添加到磷酸钾缓冲溶液内而得到的溶液。然后将它们在20℃下保持一整夜。

然后，在磷酸钾缓冲溶液和氯化钾水溶液中洗涤尼龙空心纤维的内部，从而得到有机体相关物质已固定于其上的尼龙空心纤维，且探针A固定于450根空心纤维的内壁表面上，探针B固定于450根空心纤维的内壁表面上。

(2)制造有机体相关物质已固定于其上的空心纤维排列体

(i)纤维排列步骤

执行使用图17～22说明的第一实施例的纤维排列步骤，从而将900根有机体相关物质已固定于其上的尼龙空心纤维排列成30行×30层。

具体地，使用60个宽度为30mm、长度(即凹条的方向)为10mm、厚度为0.42mm的由SUS 304弹簧钢制成的平板作为纤维排列夹具110的纤维排列平板120，在该平板内以0.42mm的间距平行地形成30条宽度为0.3mm、深度为0.3mm的凹条121，并且在该平板的两侧端(即在横向上)附近形成直径为4mm的定位通孔122。

在由矩形平板制成的基台133上直立两组支柱132(每组有两个支柱)，这可用作用于将上述纤维排列平板120定位在预定位置的定位件130。应注意，一组支柱与另一组支柱之间的间隔为150mm。

另外，制备这样的平板作为隔板131，该平板的厚度为15mm并且除了其中没有形成凹条之外，其大小与纤维排列平板120相同，且以相同方式在该平板内形成定位通孔。

应注意，在每个纤维排列平板120的凹条121内交替地平行排列探针A固定于其内壁上的尼龙空心纤维和探针B固定于其内壁上的尼龙空心纤维。另外，对每层使用1kg的加重件执行暂时固定步骤。

使用图21所示的张力施加装置160向每根纤维施加张力，并且施加张力使得在每根尼龙空心纤维上作用15N的负荷，并且拉紧每根纤维以使任何纤维不会松垂。

此外，在排列每层的工作中，在第四步骤完成之后执行纤维结合步骤，其中，暂时除去固定夹具163一侧的加重件134以及该加重件下面的纤维排列平板120，并通过在空心纤维与这些空心纤维排列于其中的凹条121之间涂覆粘合剂来将各根纤维结合在凹条121内。使用基于水溶性乙酸乙烯酯的粘合剂(用于结合木材的“Fast Dry”；Konishi(Ltd.))作为粘合剂，并且使用具有氨基甲酸乙酯刀片的涂刷器涂抹粘合剂以充分覆盖粘合剂、凹条以及空心纤维之间的空间。在以此方式涂抹粘合剂之后，将纤维排列平板120和加重件134放回适当的位置，并且以大约200N的负荷施加几秒钟的压力。

在排列第三十层纤维之后，如果需要在其顶部上放置另一块纤维排列平板(即，在第三步骤中)，则可层叠其中没有形成凹条的隔板131代替纤维排列平板，并使用该隔板作为压板。即，通过螺钉将层叠在最顶层上的隔板131固定在定位件130的基台133上。

(ii)纤维固定步骤。

如图32所示，用可固化树脂溶液填充灌注块190的中空部193。

具体地，对于灌注块190，使用两块厚度为11.1mm、宽度为50mm、长度为100mm铝板(a)和两块厚度为19.5mm、宽度为14.8mm、长度为100mm铝块(b)，即共四块铝板。使用厚度为0.13mm、宽度为50mm的特氟隆(注册商标)胶带(Nitoflon胶带：由Nitto Denko(Ltd.)制造)对灌注块190执行脱模处理。即，特氟隆(注册商标)胶带粘贴在上述两块铝板(a)的表面(即宽度为50mm、长度为100mm的表面)上以及上述两块铝块(a)的三个表面(即四个宽度为19.5mm、长度为100mm的表面中的三个)上。应注意，在其中一个铝板(a)的一个表面的一端形成由半圆锥形凹口192形成的填充孔，并且特氟隆(注册商标)胶带粘附在此表面上。

然后这四个块以图31所示的方式组合在一起，以便封闭在上述(i)中排列的30行×30层有机体相关物质固定尼龙空心纤维，并通过灌注块190形成20mm×20mm×100mm的中空部193。应注意，使用厚度为1mm的矽胶迫紧作为密封件195，插入该密封件以便所提供的可固化树脂溶液不会从灌注块190与层叠体180a之间的紧密接触部分泄漏。矽胶迫紧的形状与灌注块190的端面相同，并且同样具有被切开的20mm×20mm的孔部。该切开部伸展并设置成跨越30行×30层尼龙空心纤维。另外，通过形式为螺钉的紧固件194在压力下将层叠体180a和灌注块190紧固在一起。

如图32所示，从杯196将已通过在真空内搅动和混合而被脱气的双溶液聚氨基甲酸乙酯树脂(固化剂：Nipporan 4276，主剂：具有按质量计为两份的炭黑作为添加剂的coronate 4403，混合比例：固化剂按质量计为38份、主剂按质量计为62份，由Japan Polyurehtane Industries(Ltd.)制造)沿灌注块190的内壁表面注入灌注块190的中空部193。

以这种状态，在树脂通过在室温下保持16小时而固化之后，将灌注块190分成四块，并且获得具有如图16所示构型(即30行×30层)的由尼龙空心纤维制成的纤维排列体，其中用聚氨基甲酸乙酯树脂填充尼龙空心纤维之间的间隙，该纤维排列体的横截面尺寸为20mm×20mm且长度为80mm，并且有机体相关物质固定在其内壁上。

另外，通过将此纤维排列体切成厚度为0.5mm的薄片，可得到大约140个固定有有机体相关物质的微阵列。

(示例2)

(1)制造有机体相关物质没有固定于其上的空心纤维排列体

(i)纤维排列步骤

执行使用图23～30说明的第二实施例的纤维排列步骤，从而将900根有机体相关物质没有固定于其上的聚碳酸酯空心纤维排列成30行×30层。

具体地，使用与示例1相同的纤维排列夹具110，并将纤维结合在该夹具的30个纤维排列平板120的各凹条121内，从而制备30个其中结合30根纤维的已结合纤维的纤维排列平板120’。即，将其凹条121已涂覆有基于水溶性乙酸乙烯酯的粘合剂(用于结合木材的“Fast Dry”；Konishi(Ltd.))的纤维排列平板120固定在图29A和29B所示的纤维卷取机构170的纤维卷取滚筒171(直径为320mm)上。然后，从聚碳酸酯空心纤维(即，由具有按质量计为1份的炭黑作为添加剂的聚碳酸酯制成的熔纺产品，其外径为0.28mm，空心部分的内径为0.16mm)卷绕于其上的线轴172解绕该纤维，从而在该纤维上施加0.1N的张力，并将该纤维连续插入被固定的纤维排列平板120的30个凹条121内。

接着，通过具有氨基甲酸乙酯刀片的涂刷器使因将聚碳酸酯空心纤维插入其中而从凹条121挤出的粘合剂完全分布在凹条121上，并完全除去过量的粘合剂。然后，在聚碳酸酯空心纤维的与纤维排列平板120相距30cm的部分与纤维卷取滚筒171的轴171a平行地切割该纤维，并且从纤维卷取滚筒171除去已结合纤维的纤维排列平板120’。然后，使用已结合纤维的纤维排列平板120’内形成的定位通孔以悬挂状态保存所得到的已结合纤维的纤维排列平板120’，从而聚碳酸酯空心纤维不会相互缠绕。

然后重复此操作30次。结果，可得到30个其中在凹条121内结合30根聚碳酸酯空心纤维的已结合聚碳酸酯空心纤维的纤维排列平板120’。

然后，将PMMA单丙烯酸酯引入所得到的30个已结合纤维的纤维排列平板120’的每根空心纤维的内壁。

具体地，将已结合纤维的纤维排列平板120’的30根聚碳酸酯纤维中的每一根的一端浸入容纳在参考示例2中制备的溶液A的半圆筒形容器中。将这30根聚碳酸酯纤维的另一端首先与宽度为20mm、长度为50mm、厚度为1mm并在其一侧上设置粘合剂的硅胶带的粘合剂一侧平行地对准。然后，将该纤维卷绕到胶带上形成沿纵向方向的柱形，并在该柱形的纵向方向上的中心部沿基本垂直于该纤维的方向切割该纤维。结果，暴露出这30根空心纤维的端面。接着，将这些端面分别压入其内径小于该端面的直径的聚碳酸酯管的一端。然后，将这些管的另一端经由收集器(trap)连接到真空泵，并通过减压将溶液A吸入该聚碳酸酯空心纤维。

在将引入聚碳酸酯空心纤维的溶液去除到收集器之后，从容纳溶液A的容器中取出每根聚碳酸酯空心纤维的端部，并且在此状态下操作真空泵。这样，将空气吸入空心纤维，使得该聚碳酸酯空心纤维的内壁上的溶剂蒸发，并将PMMA单丙烯酸酯引入到该空心纤维的内壁上。

通过使用30个已结合纤维的纤维排列平板120’、使用30个纤维没有结合在其上的纤维排列平板120、并使用与示例1中使用的定位件相同的定位件130执行根据第二实施例的纤维排列步骤，将900根纤维排列成30行×30层，在平板120’内，以上述方式得到的PMMA单丙烯酸酯被引到其内壁上的30根空心纤维结合在凹条121内。

此外，在排列每层的工作中，在第六步骤完成之后执行纤维结合步骤，暂时除去固定夹具163一侧的加重件134以及该加重件下面的纤维排列平板120，并通过在空心纤维与这些空心纤维排列于其中的凹条121之间涂覆与示例1中使用的粘合剂相同的粘合剂来将各根纤维结合在凹条121内。在以此方式涂抹粘合剂之后，将纤维排列平板120和加重件134放回适当的位置，并且以大约200N的负荷施加几秒钟的压力。

在排列第三十层纤维之后，如果需要在其顶部上放置另一块纤维排列平板(即，在第四步骤中)时，则可层叠与示例1中相同的其中没有形成凹条的隔板131代替纤维排列平板，并使用该隔板作为压板。即，通过螺钉将层叠在最顶层上的隔板131固定在定位件130的基台133上。然后，使用与示例1相同的张力施加装置160，向每根纤维施加张力以便在该纤维上作用50N的负荷。

(ii)纤维固定步骤。

如图33所示，用可固化树脂溶液填充灌注块190的中空部193。

具体地，使用与示例1相同的灌注块190，将与示例1相同的特氟隆(注册商标)胶带粘附在该灌注块上。然而，与示例1不同的是，使用其中形成直径为9.8mm的圆形树脂灌注孔的单个铝板(a)代替填充孔。在距离该铝板(a)的其中一个短边12mm的位置处在该铝板的横向的中心处形成该树脂灌注孔。另外，将特氟隆(注册商标)胶带切成该树脂灌注孔的形状，从而该特氟隆(注册商标)胶带不会阻塞该树脂灌注孔。然后以与示例1相同的方式组合这四个块，以便如图33所示封闭在上述(i)中排列的30行×30层没有固定有机体相关物质的聚碳酸酯空心纤维，并通过灌注块190形成20mm×20mm×10mm的中空部193。应注意，将与示例1相同的密封件195插入灌注块190与层叠体180a之间的紧密接触部分内，以便所提供的可固化树脂溶液不会从该部分泄漏。另外，通过形式为螺钉的紧固件194在压力下将层叠体180a和灌注块190紧固在一起。

如图33所示，将外径为10mm、内径为8mm的乙烯基管198的一端推入铝板(a)内形成的树脂灌注孔，并将其另一端连接到漏斗199。然后，将与示例1中所用相同的已通过在真空内搅拌和混合而脱气的双溶液聚氨基甲酸乙酯树脂灌注到此漏斗199内，以便用树脂填充灌注块190的内部。

以这种状态，在树脂通过在室温下保持16小时而固化之后，将灌注块190分成四块，并且获得具有如图35所示构型(即30行×30层)的由聚碳酸酯空心纤维制成的纤维排列体，其中用聚氨基甲酸乙酯树脂填充聚碳酸酯空心纤维之间的间隙，该空心纤维的横截面尺寸为20mm×20mm且长度为80mm，并且在该纤维内有机体相关物质固定在内壁上。

(2)将有机体相关物质固定于其中没有固定有机体相关物质的空心纤维排列体内

将在参考示例1中合成的探针A和B添加到参考示例3中制备的溶剂B内，并制备其中包含的探针A的浓度为0.5nmol/L的探针A水溶液，以及其中包含的探针B的浓度为0.5nmol/L的探针B水溶液。

接着，将在得到的纤维排列体的没有被树脂固定的部分内的在聚碳酸酯空心纤维的一端处的所有端部捆扎在一起，并使用橡胶带绑缚该捆扎部分。然后切除该绑缚部分的末端侧的一小部分。然后将这些切除端浸入内径为15mm、高度为30mm的圆筒形容器内来将纤维固定在一起，该容器包含大约1/3容量的与以前使用的相同的氨基甲酸乙酯树脂溶液。然后使该氨基甲酸乙酯树脂固化以便密封聚碳酸酯空心纤维。

聚碳酸酯空心纤维的另一端分成交替的层，以便从所有层中形成由15根纤维×30层构成的两束。然后将每束的450根纤维的末端分别插入包含探针A水溶液和探针B水溶液的容器内。

接着，将一端密封而另一端插入包含探针A水溶液或探针B水溶液的容器内的纤维排列体照原样放置在热处理室内，该室的内部保持处于减压下5分钟。此后，将氮气逐渐引入该室，并将该室恢复到正常压力。结果，将探针A水溶液和探针B水溶液抽取到空心纤维内部。然后使用以下方法进行聚合反应，其中将充满常压的氮气的该室在70℃的设定温度下加热3个小时，然后停止加热并使该室处于室温。

结果，得到在其内部保持有凝胶的聚碳酸酯空心纤维排列体，在该凝胶内固定有作为有机体相关物质的探针A和B。

然后，将纤维排列体切成厚度为0.5mm的薄片，并得到140个固定有有机体相关物质的微阵列。

                          工业实用性

如上所述，通过使用本发明的纤维排列装置，可在非常短的时间内精确地高密度排列纤维。此外，根据本发明，与使用通过将纤维插入夹具中的孔而排列纤维的常规方法不同，还可防止在排列纤维时发生错误。

因此，根据本发明，通过有效地制造有机体相关物质已固定于其中的纤维的纤维排列体，然后沿与纤维的方向交叉的方向将该排列体切成薄片，可以容易地批量制造出固定有有机体相关物质的微阵列，其中可检测出在一个样品中的特定的有机体相关物质的类型和数量。

此外，通过使用本发明的纤维排列夹具，可高密度和高精度地有效地三维排列纤维。此外，在工业上可批量制造其中三维排列的纤维通过树脂固定的纤维排列体。

即，如果使用本发明的纤维排列夹具，则不会如常规情况下那样因将纤维逐个地插入夹具内形成的通孔的操作而耗费时间和精力。此外，由于不必使用镊子等引导纤维插入该孔，所以不会出现在使用镊子插入纤维时已经插入相邻孔的纤维会妨碍该操作的问题。另外，根据本发明，由于其操作不是将纤维插入孔而是将纤维排列在凹条内，所以即使纤维的外径窄且其刚性低，仍可以容易地排列纤维，从而纤维的排列的密度可以更高。

此外，当使用本发明的纤维排列夹具时，可对纤维排列步骤中包含的工作进行划分，从这个观点出发，可提高纤维排列体的生产率。

因此，通过使用本发明的纤维排列夹具制造有机体相关物质例如核酸、蛋白质、多糖等已固定于其中的纤维的纤维排列体，然后沿与纤维的方向交叉的方向将该排列体切成薄片，可以容易地批量制造固定有有机体相关物质的微阵列，其中可检测出在一个样品中的特定的有机体相关物质的类型和数量。

[序列表]

如所附页

[序列表独立文本]

序列号1：合成DNA

序列号2：合成DNA。

                          序列表

<110>三菱丽阳株式会社

<120>纤维排列装置、使用该装置的纤维排列方法、纤维排列夹具、制造纤维排列体的方法以及制造固定有有机体相关物质的微阵列的方法

<130>PC-9160

<150>JP 2003/080928

<151>2003-03-24

<150>JP 2003/140728

<151>2003-05-19

<160>2

<170>PatentIn版本3.2

<210>1

<211>33

<212>DNA

<213>人工序列

<220>

<223>合成DNA

<400>1

gcgatcgaaa ccttgctgta cgagcgaggg ctc                                   33

<210>2

<211>32

<212>DNA

<213>人工序列

<220>

<223>合成DNA

<400>2

gatgaggtgg aggtcagggt ttgggacagc ag                                    32

Claims (22)

1.一种用于三维地排列纤维的纤维排列装置，包括：

纤维卷绕于其上的纤维卷取装置；以及

向该纤维卷取装置供给纤维的纤维供给装置，其中，

所述纤维供给装置具有在进行相对移动的同时向该纤维卷取装置供给纤维的活动引导件，并且其中

该纤维卷取装置具有在转动时将纤维卷绕在其周边上的纤维卷取线轴，以及纤维排列平板，在该纤维卷取线轴的周边上的多个预定位置处分别层叠有多个纤维排列平板，并且纤维排列在所述纤维排列平板的各个外表面上。

2.根据权利要求1所述的纤维排列装置，其特征在于，在所述纤维排列平板的外表面内基本相互平行地形成多个凹条，纤维分别排列在该凹条中，并且所述纤维排列平板层叠在所述周边上以使该凹条垂直于所述纤维卷取线轴的旋转轴。

3.根据权利要求1或2所述的纤维排列装置，其特征在于，排列在构成多个预定位置内的每个层叠体当中的至少一个层叠体的纤维排列平板的外表面上的纤维的阵列间距与排列在构成其它层叠体的纤维排列平板的外表面上的纤维的阵列间距不同。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的纤维排列装置，其特征在于，在所述纤维排列平板中形成有至少两个定位通孔，并且在所述纤维卷取线轴的周边上设置有插入所述定位通孔的支柱。

5.一种使用根据权利要求1～4中任一项所述的纤维排列装置来三维地排列纤维的纤维排列方法，包括：

第一步骤，其中将各个纤维排列平板设置在多个预定位置；

第二步骤，其中使纤维卷取线轴转动预定的次数，并且在使活动引导件移动的同时供给纤维，以使纤维逐步排列在所设置的纤维排列平板上；以及

第三步骤，其中将其它纤维排列平板均层叠在纤维已排列于其上的每个纤维排列平板上，其中

所述第二步骤和第三步骤重复多次。

6.一种制造纤维排列体的方法，包括固定已使用根据权利要求5所述的纤维排列方法三维地排列的纤维。

7.根据权利要求6所述的制造纤维排列体的方法，其特征在于，使用可固化树脂填充纤维之间的间隙，然后使该树脂固化以固定纤维。

8.根据权利要求6或7所述的制造纤维排列体的方法，其特征在于，预先将有机体相关物质固定在纤维上。

9.根据权利要求6或7所述的制造纤维排列体的方法，其特征在于，将有机体相关物质固定在已被固定的纤维上。

10.一种制造固定有有机体相关物质的微阵列的方法，包括沿与纤维交叉的方向将使用根据权利要求8或9所述的方法制造的纤维排列体切成薄片。

11.一种纤维卷绕体，包括：

具有纤维卷取线轴和由两个或更多个纤维排列平板构成的层叠体的纤维卷取装置，该纤维排列平板均层叠在该纤维卷取线轴的周边上的多个预定位置处；以及

排列和卷绕在每个纤维排列平板的外表面上的纤维。

12.根据权利要求11所述的纤维卷绕体，其特征在于，排列在构成多个预定位置内的每个层叠体当中的至少一个层叠体的纤维排列平板的外表面上的纤维的阵列间距与排列在构成其它层叠体的纤维排列平板的外表面上的纤维的阵列间距不同。

13.一种用于三维地排列多个纤维的纤维排列夹具，包括：

多个纤维排列平板，在每个纤维排列平板的一个表面上基本相互平行地形成有纤维分别排列于其中的多个凹条；

和用于将这些纤维排列平板放置在预定位置的定位件，其中

至少两个纤维排列平板通过所述定位件相互间隔开，使得在这些纤维排列平板上形成的凹条相互对准，并且一个或多个其它纤维排列平板层叠在这些纤维排列平板之上。

14.根据权利要求13所述的纤维排列夹具，其特征在于，在每个纤维排列平板中形成有至少两个定位通孔，并且所述定位件具有支柱，该支柱通过插入每个定位通孔而将每个纤维排列平板放置在预定位置。

15.一种制造纤维排列体的方法，包括：

纤维排列步骤，其中使用根据权利要求13或14所述的纤维排列夹具三维地排列多个纤维；以及

纤维固定步骤，其中固定已三维地排列的纤维。

16.根据权利要求15所述的制造纤维排列体的方法，其特征在于，所述纤维排列步骤包括：第一步骤，在该步骤中通过定位件将至少两个纤维排列平板相互间隔开放置，使得在这些纤维排列平板上形成的凹条相互对准；第二步骤，在该步骤中分别排列纤维以使纤维跨越该定位成相互对准的凹条；第三步骤，在该步骤中分别将其它纤维排列平板层叠在所述至少两个纤维排列平板之上；以及第四步骤，在该步骤中向已排列的纤维施加张力，其中，所述第二步骤至第四步骤中的每个步骤重复执行多次。

17.根据权利要求15所述的制造纤维排列体的方法，其特征在于，所述纤维排列步骤包括：第一步骤，在该步骤中通过定位件将至少一个纤维排列平板放置在预定位置；第二步骤，在该步骤中通过将已切成预定长度的纤维的一侧的端部逐个地排列和结合在另一纤维排列平板中的凹条内，来制造已完成纤维结合的纤维排列平板；第三步骤，在该步骤中将已被排列和结合的纤维的另一侧的端部逐个地排列在该放置在预定位置的纤维排列平板的凹条内；第四步骤，在该步骤中通过定位件将另一纤维排列平板层叠在该放置在预定位置的纤维排列平板之上；第五步骤，在该步骤中通过定位件将已完成纤维结合的纤维排列平板放置成与该放置在预定位置的纤维排列平板间隔开，使得在已完成纤维结合的纤维排列平板上形成的凹条与在该放置在预定位置的纤维排列平板上形成的凹条对准；以及第六步骤，在该步骤中向已排列的纤维施加张力，其中，所述第二步骤至第六步骤中的每个步骤重复执行多次。

18.根据权利要求17所述的制造纤维排列体的方法，其特征在于，所述第二步骤包括这样的步骤，其中将纤维排列平板安装在绕一个轴转动的纤维卷取滚筒的滚筒面上并使该纤维排列平板转动，并且向所述纤维卷取滚筒连续供给纤维，以便将纤维依次排列在纤维排列平板中形成的多个凹条内，然后在纤维排列平板外切断所排列的纤维。

19.根据权利要求15～18中任一项所述的制造纤维排列体的方法，其特征在于，在所述纤维固定步骤内，使用可固化树脂填充已三维地排列的纤维之间的间隙，然后使该树脂固化。

20.根据权利要求15～19中任一项所述的制造纤维排列体的方法，其特征在于，预先将有机体相关物质固定在纤维上。

21.根据权利要求15-19中任一项所述的制造纤维排列体的方法，其特征在于，在所述纤维固定步骤之后，将有机体相关物质固定在纤维上。

22.一种制造固定有有机体相关物质的微阵列的方法，包括沿与纤维交叉的方向将使用根据权利要求20或21所述的方法制造的纤维排列体切成薄片。

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