JP2001343386A - Ｄｎａチップ及びその製造方法 - Google Patents
Ｄｎａチップ及びその製造方法Info
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- JP2001343386A JP2001343386A JP2000322963A JP2000322963A JP2001343386A JP 2001343386 A JP2001343386 A JP 2001343386A JP 2000322963 A JP2000322963 A JP 2000322963A JP 2000322963 A JP2000322963 A JP 2000322963A JP 2001343386 A JP2001343386 A JP 2001343386A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】分注装置のずらし幅や滴下ノズルの配列ピッチ
にばらつきがあったとしても、基板上に形成される多数
の微小スポットの配列状態を規定の配列ピッチに沿った
状態にさせる。 【解決手段】基板１０上に試料溶液の滴下による微小ス
ポット８０が多数形成されたＤＮＡチップ２０におい
て、基板１０の表面に親水性を有するpoly-L-lysine層
１２を形成し、該基板１０上のうち、微小スポット８０
が形成されるべき位置の各中心部分にそれぞれ突起１４
を形成して構成する。
にばらつきがあったとしても、基板上に形成される多数
の微小スポットの配列状態を規定の配列ピッチに沿った
状態にさせる。 【解決手段】基板１０上に試料溶液の滴下による微小ス
ポット８０が多数形成されたＤＮＡチップ２０におい
て、基板１０の表面に親水性を有するpoly-L-lysine層
１２を形成し、該基板１０上のうち、微小スポット８０
が形成されるべき位置の各中心部分にそれぞれ突起１４
を形成して構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、顕微鏡スライドグ
ラス等の基板上に、数千から一万種類以上の異なる種類
のＤＮＡ断片を微小スポットとして高密度に整列固定さ
せたＤＮＡチップ（ＤＮＡマイクロアレイ）及びその製
造方法に関する。
ラス等の基板上に、数千から一万種類以上の異なる種類
のＤＮＡ断片を微小スポットとして高密度に整列固定さ
せたＤＮＡチップ（ＤＮＡマイクロアレイ）及びその製
造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年における遺伝子構造の解析方法の進
歩にはめざましいものがあり、ヒトの遺伝子をはじめと
して、多数の遺伝子構造が明らかにされてきている。こ
のような遺伝子構造の解析には、顕微鏡スライドグラス
等の基板上に数千から一万種類以上の異なる種類のＤＮ
Ａ断片を微小スポットとして整列固定させたＤＮＡチッ
プ（ＤＮＡマイクロアレイ）が用いられるようになって
きている。
歩にはめざましいものがあり、ヒトの遺伝子をはじめと
して、多数の遺伝子構造が明らかにされてきている。こ
のような遺伝子構造の解析には、顕微鏡スライドグラス
等の基板上に数千から一万種類以上の異なる種類のＤＮ
Ａ断片を微小スポットとして整列固定させたＤＮＡチッ
プ（ＤＮＡマイクロアレイ）が用いられるようになって
きている。
【０００３】このＤＮＡチップの製造における微小スポ
ットの形成方法としては、ＱＵＩＬＬ方式、ピン＆リン
グ方式、あるいはスプリングピン方式といった、いわゆ
るピンによる基板上へのＤＮＡ断片を含んだ試料溶液の
接触供給を行う方式が広く用いられており、いずれの方
法を採用した場合であっても、各微小スポットの容量と
形状のばらつきを低く抑えて、各微小スポット間の距離
を一定に保つことが重要となる。
ットの形成方法としては、ＱＵＩＬＬ方式、ピン＆リン
グ方式、あるいはスプリングピン方式といった、いわゆ
るピンによる基板上へのＤＮＡ断片を含んだ試料溶液の
接触供給を行う方式が広く用いられており、いずれの方
法を採用した場合であっても、各微小スポットの容量と
形状のばらつきを低く抑えて、各微小スポット間の距離
を一定に保つことが重要となる。
【０００４】一方、更なる高密度化に向けて、微小スポ
ットの形状制御性が良好であり、生産性に優れた新しい
方法の開発に対する期待も大きい。
ットの形状制御性が良好であり、生産性に優れた新しい
方法の開発に対する期待も大きい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、基板上に試
料溶液の供給（滴下を含む）による多数の微小スポット
を形成する場合、多数の供給ノズル（ピンやスプリング
ピン等）が例えばマトリクス状に配列された分注装置を
用いて行うようにしている。
料溶液の供給（滴下を含む）による多数の微小スポット
を形成する場合、多数の供給ノズル（ピンやスプリング
ピン等）が例えばマトリクス状に配列された分注装置を
用いて行うようにしている。
【０００６】通常、基板上に形成される微小スポットの
配列ピッチよりも供給ノズルの配列ピッチが大きいた
め、分注装置での供給位置をずらしながら試料溶液を供
給するようにしている。
配列ピッチよりも供給ノズルの配列ピッチが大きいた
め、分注装置での供給位置をずらしながら試料溶液を供
給するようにしている。
【０００７】このとき、分注装置のずらし幅や、供給ノ
ズルの配列ピッチにばらつきがあった場合、そのばらつ
きがそのまま微小スポットの配列状態に反映してしま
い、隣接する微小スポット同士が合流して１つのスポッ
トを形成してしまうというおそれがある。
ズルの配列ピッチにばらつきがあった場合、そのばらつ
きがそのまま微小スポットの配列状態に反映してしま
い、隣接する微小スポット同士が合流して１つのスポッ
トを形成してしまうというおそれがある。
【０００８】一方、プリンタにおいて実用化されてい
る、いわゆるインクジェット方式を用いてスポッティン
グする方策も検討されているが、インクジェット方式の
供給装置を用いた場合、吐出滴の方向が曲がる、いわゆ
る飛行曲がりや、サテライトと称する不要な吐出滴など
の影響で隣接する微小スポット同士が合流して１つのス
ポットを形成してしまうおそれがある。
る、いわゆるインクジェット方式を用いてスポッティン
グする方策も検討されているが、インクジェット方式の
供給装置を用いた場合、吐出滴の方向が曲がる、いわゆ
る飛行曲がりや、サテライトと称する不要な吐出滴など
の影響で隣接する微小スポット同士が合流して１つのス
ポットを形成してしまうおそれがある。
【０００９】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、分注装置のずらし幅や供給ノズルの配列
ピッチにばらつきがあったとしても、また、インクジェ
ット方式の供給装置を用いた場合において、飛行曲がり
やサテライトによる吐出滴の位置ずれがあったとして
も、基板上に形成される多数の微小スポットの配列状態
を規定の配列ピッチに沿った状態にさせることができる
ＤＮＡチップを提供することを目的とする。
たものであり、分注装置のずらし幅や供給ノズルの配列
ピッチにばらつきがあったとしても、また、インクジェ
ット方式の供給装置を用いた場合において、飛行曲がり
やサテライトによる吐出滴の位置ずれがあったとして
も、基板上に形成される多数の微小スポットの配列状態
を規定の配列ピッチに沿った状態にさせることができる
ＤＮＡチップを提供することを目的とする。
【００１０】また、本発明の他の目的は、分注装置のず
らし幅や供給ノズルの配列ピッチにばらつきがあったと
しても、また、インクジェット方式の供給装置を用いた
場合において、飛行曲がりやサテライトによる吐出滴の
位置ずれがあったとしても、基板上に形成される多数の
微小スポットの配列状態を規定の配列ピッチに沿った状
態にさせることができ、ＤＮＡチップの品質の向上並び
に歩留まりの向上を図ることができるＤＮＡチップの製
造方法を提供することにある。
らし幅や供給ノズルの配列ピッチにばらつきがあったと
しても、また、インクジェット方式の供給装置を用いた
場合において、飛行曲がりやサテライトによる吐出滴の
位置ずれがあったとしても、基板上に形成される多数の
微小スポットの配列状態を規定の配列ピッチに沿った状
態にさせることができ、ＤＮＡチップの品質の向上並び
に歩留まりの向上を図ることができるＤＮＡチップの製
造方法を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に試料
溶液の供給による微小スポットが多数形成されたＤＮＡ
チップにおいて、前記基板に、前記微小スポットの位置
ずれを自動的に補正する位置ずれ補正手段を設けて構成
する。
溶液の供給による微小スポットが多数形成されたＤＮＡ
チップにおいて、前記基板に、前記微小スポットの位置
ずれを自動的に補正する位置ずれ補正手段を設けて構成
する。
【００１２】これにより、基板上に試料溶液を供給した
際に、その供給位置が規定の位置からずれていたとして
も、前記試料溶液の供給による微小スポットは、前記位
置ずれ補正手段によって、前記規定の位置に移動し、そ
の位置ずれが補正されることになる。
際に、その供給位置が規定の位置からずれていたとして
も、前記試料溶液の供給による微小スポットは、前記位
置ずれ補正手段によって、前記規定の位置に移動し、そ
の位置ずれが補正されることになる。
【００１３】このように、本発明に係るＤＮＡチップに
おいては、分注装置のずらし幅や供給ノズルの配列ピッ
チにばらつきがあったとしても、また、インクジェット
方式の供給装置を用いた場合において、飛行曲がりやサ
テライトによる吐出滴の位置ずれがあったとしても、基
板上に形成される多数の微小スポットの配列状態を規定
の配列ピッチに沿った状態にさせることができる。
おいては、分注装置のずらし幅や供給ノズルの配列ピッ
チにばらつきがあったとしても、また、インクジェット
方式の供給装置を用いた場合において、飛行曲がりやサ
テライトによる吐出滴の位置ずれがあったとしても、基
板上に形成される多数の微小スポットの配列状態を規定
の配列ピッチに沿った状態にさせることができる。
【００１４】また、本発明は、試料溶液を基板上に多数
供給してＤＮＡチップを製造するＤＮＡチップの製造方
法において、前記基板として、前記試料溶液の供給によ
る微小スポットの位置ずれを自動的に補正する位置ずれ
補正手段を有する基板を用いてＤＮＡチップを製造する
ことを特徴とする。
供給してＤＮＡチップを製造するＤＮＡチップの製造方
法において、前記基板として、前記試料溶液の供給によ
る微小スポットの位置ずれを自動的に補正する位置ずれ
補正手段を有する基板を用いてＤＮＡチップを製造する
ことを特徴とする。
【００１５】これにより、分注装置のずらし幅や供給ノ
ズルの配列ピッチにばらつきがあったとしても、また、
インクジェット方式の供給装置を用いた場合において、
飛行曲がりやサテライトによる吐出滴の位置ずれがあっ
たとしても、基板上に形成される多数の微小スポットの
配列状態を規定の配列ピッチに沿った状態にさせること
ができ、ＤＮＡチップの品質の向上並びに歩留まりの向
上を図ることができる。
ズルの配列ピッチにばらつきがあったとしても、また、
インクジェット方式の供給装置を用いた場合において、
飛行曲がりやサテライトによる吐出滴の位置ずれがあっ
たとしても、基板上に形成される多数の微小スポットの
配列状態を規定の配列ピッチに沿った状態にさせること
ができ、ＤＮＡチップの品質の向上並びに歩留まりの向
上を図ることができる。
【００１６】そして、前記試料溶液をインクジェット方
式の供給装置を用いて供給することが好ましい。この場
合、前記供給装置は、少なくとも１個以上の基体に、外
部から前記試料溶液を注入するための注入口と、前記試
料溶液が注入・充填されるキャビティと、前記試料溶液
を吐出する吐出口とが形成され、前記キャビティを形成
する前記基体の少なくとも一壁面に圧電／電歪素子を備
え、前記キャビティ内において前記試料溶液が移動する
ように構成されたマイクロピペットが複数配列されて構
成され、かつ、各マイクロピペットの吐出口からそれぞ
れ異なる種類の試料溶液が吐出される分注装置であるこ
とが好ましく、更には、前記試料溶液の移動が層流であ
ることがより好ましい。
式の供給装置を用いて供給することが好ましい。この場
合、前記供給装置は、少なくとも１個以上の基体に、外
部から前記試料溶液を注入するための注入口と、前記試
料溶液が注入・充填されるキャビティと、前記試料溶液
を吐出する吐出口とが形成され、前記キャビティを形成
する前記基体の少なくとも一壁面に圧電／電歪素子を備
え、前記キャビティ内において前記試料溶液が移動する
ように構成されたマイクロピペットが複数配列されて構
成され、かつ、各マイクロピペットの吐出口からそれぞ
れ異なる種類の試料溶液が吐出される分注装置であるこ
とが好ましく、更には、前記試料溶液の移動が層流であ
ることがより好ましい。
【００１７】インクジェット方式では、高速で微小スポ
ットを形成でき、吐出滴のスピード、液量を自由に設定
できるため、微小スポットを規定の液量／形状に正確に
形成でき、各微小スポット間のばらつきが、ピンやスプ
リングピンで行う方式と比較して少ないという利点があ
る。
ットを形成でき、吐出滴のスピード、液量を自由に設定
できるため、微小スポットを規定の液量／形状に正確に
形成でき、各微小スポット間のばらつきが、ピンやスプ
リングピンで行う方式と比較して少ないという利点があ
る。
【００１８】また、インクジェット方式は、ピン式と異
なり、非接触で微小スポットを形成するため、位置ずれ
補正手段と物理的な干渉、接触がなく、好適に使用でき
る。
なり、非接触で微小スポットを形成するため、位置ずれ
補正手段と物理的な干渉、接触がなく、好適に使用でき
る。
【００１９】更に、インクジェット方式が有するスポッ
ト量、吐出速度等の設計の自由度に関しては、前記位置
ずれ補正手段とのマッチングをとりやすいという利点も
有する。即ち、位置ずれ量が大きいため、大きく補正し
なければならないときは、例えば吐出量、吐出速度を増
して基板上でのスポットの広がりを大きくすることで、
位置ずれ補正手段と接触しやすくし、位置ずれ補正を確
実に行わせることができるといった利点がある。
ト量、吐出速度等の設計の自由度に関しては、前記位置
ずれ補正手段とのマッチングをとりやすいという利点も
有する。即ち、位置ずれ量が大きいため、大きく補正し
なければならないときは、例えば吐出量、吐出速度を増
して基板上でのスポットの広がりを大きくすることで、
位置ずれ補正手段と接触しやすくし、位置ずれ補正を確
実に行わせることができるといった利点がある。
【００２０】上述の位置ずれ補正手段としては、前記基
板のうち、前記微小スポットが形成されるべき位置に形
成された突起であってもよく、前記基板のうち、前記微
小スポットが形成されるべき位置に形成された親水性領
域とそれ以外の部分に形成された撥水性領域とで構成さ
れるものでもよい。
板のうち、前記微小スポットが形成されるべき位置に形
成された突起であってもよく、前記基板のうち、前記微
小スポットが形成されるべき位置に形成された親水性領
域とそれ以外の部分に形成された撥水性領域とで構成さ
れるものでもよい。
【００２１】また、上述の前記位置ずれ補正手段として
は、前記基板のうち、前記微小スポットが形成されるべ
き位置に形成された凹部であってもよく、前記基板のう
ち、前記微小スポットが形成されるべき部分とそれ以外
の部分とで表面状態を異ならせるようにしてもよい。
は、前記基板のうち、前記微小スポットが形成されるべ
き位置に形成された凹部であってもよく、前記基板のう
ち、前記微小スポットが形成されるべき部分とそれ以外
の部分とで表面状態を異ならせるようにしてもよい。
【００２２】また、上述の前記位置ずれ補正手段として
は、前記基板のうち、前記微小スポットが形成されるべ
き部分を、前記試料溶液とは逆の帯電状態とさせる電界
発生手段を有するようにしてもよい。
は、前記基板のうち、前記微小スポットが形成されるべ
き部分を、前記試料溶液とは逆の帯電状態とさせる電界
発生手段を有するようにしてもよい。
【００２３】例えば、試料溶液が負に帯電（マイナスチ
ャージ）しているとき、前記微小スポットが形成される
べき部分を前記試料溶液とは逆の帯電状態、即ち、正の
帯電状態（プラスチャージの状態）にさせる電界発生手
段を有するようにすると、規定の位置に確実にスポッテ
ィングすることができ好適である。なお、試料溶液がプ
ラスチャージの状態である場合は、微小スポットが形成
されるべき部分をマイナスチャージの状態にすればよ
い。
ャージ）しているとき、前記微小スポットが形成される
べき部分を前記試料溶液とは逆の帯電状態、即ち、正の
帯電状態（プラスチャージの状態）にさせる電界発生手
段を有するようにすると、規定の位置に確実にスポッテ
ィングすることができ好適である。なお、試料溶液がプ
ラスチャージの状態である場合は、微小スポットが形成
されるべき部分をマイナスチャージの状態にすればよ
い。
【００２４】更に、試料溶液を供給する方式としてイン
クジェット方式を用いた場合、非接触で微小スポットを
形成することができるため、電界方向に滴の吐出方向が
揃い、かつ、電界で滴下位置の補正がやりやすくなるた
め、好適に使用することができる。
クジェット方式を用いた場合、非接触で微小スポットを
形成することができるため、電界方向に滴の吐出方向が
揃い、かつ、電界で滴下位置の補正がやりやすくなるた
め、好適に使用することができる。
【００２５】また、試料溶液がＤＮＡ断片を含む溶液の
場合、電界による位置ずれ補正効果をより有効とするた
めに、ＤＮＡ断片に電荷を付加する官能基を付けるこ
と、あるいは電荷をもった溶液中にＤＮＡ断片を分散さ
せることも好ましい。
場合、電界による位置ずれ補正効果をより有効とするた
めに、ＤＮＡ断片に電荷を付加する官能基を付けるこ
と、あるいは電荷をもった溶液中にＤＮＡ断片を分散さ
せることも好ましい。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るＤＮＡチップ
及びその製造方法の実施の形態例を図１〜図１９Ｂを参
照しながら説明する。
及びその製造方法の実施の形態例を図１〜図１９Ｂを参
照しながら説明する。
【００２７】本実施の形態に係るＤＮＡチップ２０は、
図１に示すように、基板１０上に試料溶液の供給（滴下
を含む）による微小スポット８０が多数配列されて構成
されている。特に、基板１０上には、前記微小スポット
８０の位置ずれを自動的に補正する位置ずれ補正手段が
設けられている。
図１に示すように、基板１０上に試料溶液の供給（滴下
を含む）による微小スポット８０が多数配列されて構成
されている。特に、基板１０上には、前記微小スポット
８０の位置ずれを自動的に補正する位置ずれ補正手段が
設けられている。
【００２８】具体的には、図２に示すように、基板１０
は、その表面に親水性を有するpoly-L-lysine層１２が
形成され、該基板１０上のうち、微小スポット８０が形
成されるべき位置の各中心部分にそれぞれ突起１４が形
成されている。これら突起１４が位置ずれ補正手段とし
て機能することになる。
は、その表面に親水性を有するpoly-L-lysine層１２が
形成され、該基板１０上のうち、微小スポット８０が形
成されるべき位置の各中心部分にそれぞれ突起１４が形
成されている。これら突起１４が位置ずれ補正手段とし
て機能することになる。
【００２９】即ち、図２に示すように、基板１０上に試
料溶液の供給によって微小スポット８０が形成された際
において、該微小スポット８０の一部が突起１４にかか
ったとき（二点鎖線参照）、該微小スポット８０の表面
張力によって、該微小スポット８０が移動し、微小スポ
ット８０の中心位置と突起１４とがほぼ一致することに
なる。
料溶液の供給によって微小スポット８０が形成された際
において、該微小スポット８０の一部が突起１４にかか
ったとき（二点鎖線参照）、該微小スポット８０の表面
張力によって、該微小スポット８０が移動し、微小スポ
ット８０の中心位置と突起１４とがほぼ一致することに
なる。
【００３０】このように、この本実施の形態に係るＤＮ
Ａチップ２０においては、微小スポット８０が規定の位
置からずれて滴下されたとしても、基板１０上に形成さ
れた突起１４によって規定の位置に移動し、その位置ず
れが補正されることになる。
Ａチップ２０においては、微小スポット８０が規定の位
置からずれて滴下されたとしても、基板１０上に形成さ
れた突起１４によって規定の位置に移動し、その位置ず
れが補正されることになる。
【００３１】ところで、基板１０上に試料溶液の供給に
よる微小スポット８０を形成してＤＮＡチップ２０を製
造するには、例えば図３に示す製造工程を踏んで行われ
る。
よる微小スポット８０を形成してＤＮＡチップ２０を製
造するには、例えば図３に示す製造工程を踏んで行われ
る。
【００３２】即ち、基板１０の表面にpoly-L-lysine層
１２（図２参照）を形成する前処理工程Ｓ１と、ＤＮＡ
断片を含む試料溶液を調製する試料調製工程Ｓ２と、得
られた試料溶液を基板１０上に供給する供給工程Ｓ３と
を踏んでＤＮＡチップ２０が製造される。
１２（図２参照）を形成する前処理工程Ｓ１と、ＤＮＡ
断片を含む試料溶液を調製する試料調製工程Ｓ２と、得
られた試料溶液を基板１０上に供給する供給工程Ｓ３と
を踏んでＤＮＡチップ２０が製造される。
【００３３】前記試料調製工程Ｓ２は、図４に示すよう
に、ＤＮＡ断片をＰＣＲ増幅してＰＣＲ産物を調製する
増幅工程Ｓ１１と、得られたＰＣＲ産物を乾燥してＤＮ
Ａ粉末とする粉末生成工程Ｓ１２と、得られたＤＮＡ粉
末を緩衝液に溶かす混合工程Ｓ１３とを含む。
に、ＤＮＡ断片をＰＣＲ増幅してＰＣＲ産物を調製する
増幅工程Ｓ１１と、得られたＰＣＲ産物を乾燥してＤＮ
Ａ粉末とする粉末生成工程Ｓ１２と、得られたＤＮＡ粉
末を緩衝液に溶かす混合工程Ｓ１３とを含む。
【００３４】具体的に説明すると、前処理工程Ｓ１は、
まず、基板１０をアルカリ溶液に浸し、室温で少なくと
も２時間ゆっくりと振盪する。前記アルカリ溶液は、例
えばＮａＯＨを蒸留水に溶かし、更にエタノールを加え
て、完全に透明になるまで攪拌した溶液である。
まず、基板１０をアルカリ溶液に浸し、室温で少なくと
も２時間ゆっくりと振盪する。前記アルカリ溶液は、例
えばＮａＯＨを蒸留水に溶かし、更にエタノールを加え
て、完全に透明になるまで攪拌した溶液である。
【００３５】その後、基板１０を取り出して、蒸留水中
に移し、リンスして、アルカリ溶液を除去する。次い
で、蒸留水中にpoly-L-lysineを加えて調製されたpoly-
L-lysine液に基板１０を浸し、１時間放置する。
に移し、リンスして、アルカリ溶液を除去する。次い
で、蒸留水中にpoly-L-lysineを加えて調製されたpoly-
L-lysine液に基板１０を浸し、１時間放置する。
【００３６】その後、基板１０を取り出して、遠心機に
かけて遠心し、余分なpoly-L-lysine液を除去する。次
いで、基板１０を４０℃、５分ほど乾燥させて、表面に
poly-L-lysine層１２が形成された基板１０を得る。
かけて遠心し、余分なpoly-L-lysine液を除去する。次
いで、基板１０を４０℃、５分ほど乾燥させて、表面に
poly-L-lysine層１２が形成された基板１０を得る。
【００３７】次に、試料調製工程Ｓ２は、まず、既知の
ＰＣＲ機で増幅したＰＣＲ産物（増幅工程Ｓ１１）に、
３Ｍsodium acetateとイソプロパノールとを加え、数時
間放置する。その後、このＰＣＲ産物溶液を遠心機で遠
心し、ＤＮＡ断片を沈殿させる。
ＰＣＲ機で増幅したＰＣＲ産物（増幅工程Ｓ１１）に、
３Ｍsodium acetateとイソプロパノールとを加え、数時
間放置する。その後、このＰＣＲ産物溶液を遠心機で遠
心し、ＤＮＡ断片を沈殿させる。
【００３８】沈殿させたＤＮＡ断片をエタノールでリン
スし、遠心した後、乾燥させてＤＮＡ粉末を生成する
（粉末生成工程Ｓ１２）。得られたＤＮＡ粉末に×１Ｔ
Ｅバッファを加え、数時間放置して完全に溶かすことに
よって（混合工程Ｓ１３）、試料溶液が調製される。こ
の段階での試料溶液の濃度は１〜１０μｇ／μリットル
である。なお、この後に固定化液を試料注入口５２から
キャビティ５６内に供給するようにしてもよい。
スし、遠心した後、乾燥させてＤＮＡ粉末を生成する
（粉末生成工程Ｓ１２）。得られたＤＮＡ粉末に×１Ｔ
Ｅバッファを加え、数時間放置して完全に溶かすことに
よって（混合工程Ｓ１３）、試料溶液が調製される。こ
の段階での試料溶液の濃度は１〜１０μｇ／μリットル
である。なお、この後に固定化液を試料注入口５２から
キャビティ５６内に供給するようにしてもよい。
【００３９】そして、本実施の形態では、得られた試料
溶液を基板１０上に供給してＤＮＡチップ２０を製造す
る（供給工程Ｓ３）。なお、試料調製工程Ｓ２を経て得
られた試料溶液に固定化液を混合するようにしてもよい
し、試料溶液を希釈するようにしてもよい。この場合、
希釈液として水やＮａＣｌを含んだ水溶液又はポリマー
を含んだ水溶液を使用することができる。
溶液を基板１０上に供給してＤＮＡチップ２０を製造す
る（供給工程Ｓ３）。なお、試料調製工程Ｓ２を経て得
られた試料溶液に固定化液を混合するようにしてもよい
し、試料溶液を希釈するようにしてもよい。この場合、
希釈液として水やＮａＣｌを含んだ水溶液又はポリマー
を含んだ水溶液を使用することができる。
【００４０】更に、この実施の形態においてＤＮＡチッ
プ２０を製造する場合、例えば図５Ａ〜図７に示す分注
装置３０が有効に使用される。
プ２０を製造する場合、例えば図５Ａ〜図７に示す分注
装置３０が有効に使用される。
【００４１】この分注装置３０は、図５Ａ及び図５Ｂに
示すように、矩形状の固定板３２の上面に例えば１０個
のマイクロピペット３４を５行２列に配列し、各列方向
に整列されたマイクロピペット３４群をそれぞれ固定治
具３６を介して固定板３２に固定させた構成を有する。
示すように、矩形状の固定板３２の上面に例えば１０個
のマイクロピペット３４を５行２列に配列し、各列方向
に整列されたマイクロピペット３４群をそれぞれ固定治
具３６を介して固定板３２に固定させた構成を有する。
【００４２】マイクロピペット３４は、図５Ｃ及び図６
に示すように、ほぼ直方体の形状を有する基体５０の上
面に形成された試料注入口５２と、該基体５０の下面に
形成された試料吐出口５４と、内部に試料注入口５２と
試料吐出口５４との間に形成されたキャビティ５６と、
基体５０を振動させたり、キャビティ５６の体積を変化
させたりするアクチュエータ部５８とを有して構成され
ている。
に示すように、ほぼ直方体の形状を有する基体５０の上
面に形成された試料注入口５２と、該基体５０の下面に
形成された試料吐出口５４と、内部に試料注入口５２と
試料吐出口５４との間に形成されたキャビティ５６と、
基体５０を振動させたり、キャビティ５６の体積を変化
させたりするアクチュエータ部５８とを有して構成され
ている。
【００４３】従って、図６に示すように、前記固定板３
２には、マイクロピペット３４の試料吐出口５４に対応
する箇所にそれぞれ貫通孔４０が設けられている。これ
により、マイクロピペット３４の試料吐出口５４から吐
出された試料溶液が、前記貫通孔４０を通じて、例えば
固定板３２の下方に固定された基板２０に供給されるこ
とになる。
２には、マイクロピペット３４の試料吐出口５４に対応
する箇所にそれぞれ貫通孔４０が設けられている。これ
により、マイクロピペット３４の試料吐出口５４から吐
出された試料溶液が、前記貫通孔４０を通じて、例えば
固定板３２の下方に固定された基板２０に供給されるこ
とになる。
【００４４】このマイクロピペット３４は、試料注入口
５２から基体５０の内部にかけて開口幅の大きいほぼＬ
字状の導入穴６０が形成されている。この導入穴６０と
キャビティ５６との間には、径の小さい第１の連通孔６
２が形成され、試料注入口５２から注入された試料溶液
が導入穴６０及び第１の連通孔６２を通じてキャビティ
５６に導入されるようになっている。
５２から基体５０の内部にかけて開口幅の大きいほぼＬ
字状の導入穴６０が形成されている。この導入穴６０と
キャビティ５６との間には、径の小さい第１の連通孔６
２が形成され、試料注入口５２から注入された試料溶液
が導入穴６０及び第１の連通孔６２を通じてキャビティ
５６に導入されるようになっている。
【００４５】キャビティ５６のうち、前記第１の連通孔
６２とは異なる位置に、試料吐出口５４に連通し、か
つ、第１の連通孔６２よりも径の大きい第２の連通孔６
４が形成されている。本実施の形態では、キャビティ５
６の下面のうち、試料注入口５２寄りに第１の連通孔６
２を形成し、同じくキャビティ５６の下面のうち、試料
吐出口５４に対応した位置に第２の連通孔６４を形成す
るようにしている。
６２とは異なる位置に、試料吐出口５４に連通し、か
つ、第１の連通孔６２よりも径の大きい第２の連通孔６
４が形成されている。本実施の形態では、キャビティ５
６の下面のうち、試料注入口５２寄りに第１の連通孔６
２を形成し、同じくキャビティ５６の下面のうち、試料
吐出口５４に対応した位置に第２の連通孔６４を形成す
るようにしている。
【００４６】更に、この実施の形態では、基体５０のう
ち、キャビティ５６の上面が接する部分が薄肉とされ、
外部応力に対して振動を受けやすい構造となっており、
振動部６６として機能するようになっている。振動部６
６の上面に前記アクチュエータ部５８が形成されてい
る。
ち、キャビティ５６の上面が接する部分が薄肉とされ、
外部応力に対して振動を受けやすい構造となっており、
振動部６６として機能するようになっている。振動部６
６の上面に前記アクチュエータ部５８が形成されてい
る。
【００４７】基体５０は、複数枚のジルコニアセラミッ
クスのグリーンシート（第１の薄板層５０Ａ、第１のス
ペーサ層５０Ｂ、第２の薄板層５０Ｃ、第２のスペーサ
層５０Ｄ及び第３の薄板層５０Ｅ）を積層し、一体焼成
して構成されている。
クスのグリーンシート（第１の薄板層５０Ａ、第１のス
ペーサ層５０Ｂ、第２の薄板層５０Ｃ、第２のスペーサ
層５０Ｄ及び第３の薄板層５０Ｅ）を積層し、一体焼成
して構成されている。
【００４８】つまり、基体５０は、試料注入口５２を構
成する窓部が形成され、一部において振動部６６を構成
する薄肉の第１の薄板層５０Ａと、導入穴６０の一部及
びキャビティ５６を構成する複数の窓部がそれぞれ形成
された厚肉の第１のスペーサ層５０Ｂと、導入穴６０の
一部、第１の連通孔６２及び第２の連通孔６４の一部を
構成する複数の窓部がそれぞれ形成された薄肉の第２の
薄板層５０Ｃと、導入穴６０の一部及び第２の連通孔６
４の一部を構成する複数の窓部がそれぞれ形成された厚
肉の第２のスペーサ層５０Ｄと、試料吐出口５４を構成
する窓部が形成された薄肉の第３の薄板層５０Ｅとを積
層し、一体焼成して構成されている。
成する窓部が形成され、一部において振動部６６を構成
する薄肉の第１の薄板層５０Ａと、導入穴６０の一部及
びキャビティ５６を構成する複数の窓部がそれぞれ形成
された厚肉の第１のスペーサ層５０Ｂと、導入穴６０の
一部、第１の連通孔６２及び第２の連通孔６４の一部を
構成する複数の窓部がそれぞれ形成された薄肉の第２の
薄板層５０Ｃと、導入穴６０の一部及び第２の連通孔６
４の一部を構成する複数の窓部がそれぞれ形成された厚
肉の第２のスペーサ層５０Ｄと、試料吐出口５４を構成
する窓部が形成された薄肉の第３の薄板層５０Ｅとを積
層し、一体焼成して構成されている。
【００４９】アクチュエータ部５８は、前記振動部６６
のほか、該振動部６６上に直接形成された下部電極７０
と、該下部電極７０上に形成された圧電／電歪層や反強
誘電体層等の圧電層７２と、該圧電層７２の上面に形成
された上部電極７４とを有して構成されている。
のほか、該振動部６６上に直接形成された下部電極７０
と、該下部電極７０上に形成された圧電／電歪層や反強
誘電体層等の圧電層７２と、該圧電層７２の上面に形成
された上部電極７４とを有して構成されている。
【００５０】下部電極７０と上部電極７４は、図５Ｃに
示すように、それぞれ基体５０の上面に形成された複数
のパッド７６及び７８を通じて図示しない駆動回路に電
気的に接続される。
示すように、それぞれ基体５０の上面に形成された複数
のパッド７６及び７８を通じて図示しない駆動回路に電
気的に接続される。
【００５１】上記のような構成のマイクロピペット３４
によれば、上部電極７４と下部電極７０との間に電界が
生じると、圧電層７２が変形し、それに伴って振動部６
６が変形し、振動部６６に接しているキャビティ（加圧
室）５６の容積が減少することになる。
によれば、上部電極７４と下部電極７０との間に電界が
生じると、圧電層７２が変形し、それに伴って振動部６
６が変形し、振動部６６に接しているキャビティ（加圧
室）５６の容積が減少することになる。
【００５２】このキャビティ５６の容積の減少によって
キャビティ５６内に充填された試料溶液がキャビティ５
６に連通する試料吐出口５４から所定速度で吐出され、
図１に示すように、マイクロピペット３４から吐出され
た試料溶液が顕微鏡スライドガラス等の基板５０上に微
小スポット８０として整列固定されたＤＮＡチップ２０
を作製することができる。
キャビティ５６内に充填された試料溶液がキャビティ５
６に連通する試料吐出口５４から所定速度で吐出され、
図１に示すように、マイクロピペット３４から吐出され
た試料溶液が顕微鏡スライドガラス等の基板５０上に微
小スポット８０として整列固定されたＤＮＡチップ２０
を作製することができる。
【００５３】この場合、基板１０上に形成される微小ス
ポット８０の配列ピッチよりも分注装置３０における試
料吐出口５４の配列ピッチが大きいため、分注装置３０
での供給位置をずらしながら試料溶液を供給することに
なる。
ポット８０の配列ピッチよりも分注装置３０における試
料吐出口５４の配列ピッチが大きいため、分注装置３０
での供給位置をずらしながら試料溶液を供給することに
なる。
【００５４】このとき、分注装置３０のずらし幅や試料
吐出口５４の配列ピッチにばらつきがあったとしても、
試料溶液の供給による微小スポット８０は、基板１０上
に形成された突起１４によって、規定の位置にそれぞれ
移動し、その位置ずれが補正されることになる。そのた
め、この実施の形態においては、基板１０上に形成され
る多数の微小スポット８０の配列状態を規定の配列ピッ
チに沿った状態にさせることができる。
吐出口５４の配列ピッチにばらつきがあったとしても、
試料溶液の供給による微小スポット８０は、基板１０上
に形成された突起１４によって、規定の位置にそれぞれ
移動し、その位置ずれが補正されることになる。そのた
め、この実施の形態においては、基板１０上に形成され
る多数の微小スポット８０の配列状態を規定の配列ピッ
チに沿った状態にさせることができる。
【００５５】更に、前記位置補正後、基板１０に水分を
付加することで、微小スポット８０を移動しやすくし、
微小スポット８０を突起１４に移動させることも好適で
ある。また、突起１４に集結した微小スポット８０の断
面形状を半球状に修正できる効果も期待でき好ましい。
付加することで、微小スポット８０を移動しやすくし、
微小スポット８０を突起１４に移動させることも好適で
ある。また、突起１４に集結した微小スポット８０の断
面形状を半球状に修正できる効果も期待でき好ましい。
【００５６】なお、アクチュエータ部５８の駆動によっ
て、キャビティ５６の容積が減少する構造としては、い
わゆるインクジェット方式の装置構造を採用することが
できる（特開平６−４００３０号公報参照）。
て、キャビティ５６の容積が減少する構造としては、い
わゆるインクジェット方式の装置構造を採用することが
できる（特開平６−４００３０号公報参照）。
【００５７】そして、キャビティ（加圧室）５６は、Ｄ
ＮＡ断片などを含む試料溶液が層流で移動するような流
路寸法に形成されていることが好ましい。
ＮＡ断片などを含む試料溶液が層流で移動するような流
路寸法に形成されていることが好ましい。
【００５８】つまり、キャビティ５６の寸法は、試料の
種類、作成する液滴の大きさ、形成密度より異なるが、
例えば、塩基対１〜１００００程度のＤＮＡ断片を１μ
ｇ／μリットルの濃度で緩衝液（ＴＥバッファ）に分散
させた試料を数百μｍピッチで数百μｍφ液滴径の滴下
を行う場合においては、図７に示すように、キャビティ
長（Ｌ）は、１〜５ｍｍ、キャビティ幅（Ｗ）は、０．
１〜１ｍｍ、キャビティ深さ（Ｄ）は、０．１〜０．５
ｍｍが好ましい。またキャビティ５６の内壁には、流れ
を乱す突起物がないように滑らかであることがよく、そ
の材質は、試料溶液と親和性のよいセラミックスからな
ることが好ましい。
種類、作成する液滴の大きさ、形成密度より異なるが、
例えば、塩基対１〜１００００程度のＤＮＡ断片を１μ
ｇ／μリットルの濃度で緩衝液（ＴＥバッファ）に分散
させた試料を数百μｍピッチで数百μｍφ液滴径の滴下
を行う場合においては、図７に示すように、キャビティ
長（Ｌ）は、１〜５ｍｍ、キャビティ幅（Ｗ）は、０．
１〜１ｍｍ、キャビティ深さ（Ｄ）は、０．１〜０．５
ｍｍが好ましい。またキャビティ５６の内壁には、流れ
を乱す突起物がないように滑らかであることがよく、そ
の材質は、試料溶液と親和性のよいセラミックスからな
ることが好ましい。
【００５９】このような形状にすることにより、キャビ
ティ５６を試料注入口５２から試料吐出口５４に至る流
路の一部として、試料注入口５２から導入穴６０、第１
の連通孔６２を経てキャビティ５６内に移動する試料溶
液の流れを乱すことなく試料吐出口５４に導くことがで
きる。
ティ５６を試料注入口５２から試料吐出口５４に至る流
路の一部として、試料注入口５２から導入穴６０、第１
の連通孔６２を経てキャビティ５６内に移動する試料溶
液の流れを乱すことなく試料吐出口５４に導くことがで
きる。
【００６０】ところで、図５Ａに示すように、固定板３
２の上面には、マイクロピペット３４を位置決め固定す
るための複数のピン３８が設けられている。マイクロピ
ペット３４を固定板３２上に固定する場合は、マイクロ
ピペット３４の基体５０の両側に設けられた位置決め用
孔９０（図５Ｃ参照）に固定板３２のピン３８を挿入さ
せながら、マイクロピペット３４を固定板３２に載置す
ることで、自動的に複数のマイクロピペット３４が所定
の並びで配列位置決めされることになる。
２の上面には、マイクロピペット３４を位置決め固定す
るための複数のピン３８が設けられている。マイクロピ
ペット３４を固定板３２上に固定する場合は、マイクロ
ピペット３４の基体５０の両側に設けられた位置決め用
孔９０（図５Ｃ参照）に固定板３２のピン３８を挿入さ
せながら、マイクロピペット３４を固定板３２に載置す
ることで、自動的に複数のマイクロピペット３４が所定
の並びで配列位置決めされることになる。
【００６１】また、各固定治具３６は、複数のマイクロ
ピペット３４を固定板３２に押さえ付ける押さえ板１０
０を有する。押さえ板１００の両端には、それぞれネジ
１０２が挿通される挿通孔が形成され、この挿通孔にネ
ジ１０２を挿通して、固定板３２にねじ込むことによっ
て、前記押さえ板１００で複数のマイクロピペット３４
を一度に固定板３２に押さえ付けることができるように
なっている。そして、１つの押さえ板１００で押さえ付
けた複数のマイクロピペット３４で１つのユニットが構
成される。図５Ａの例では列方向に配列された５つのマ
イクロピペット３４で１つのユニットが構成された例を
示している。
ピペット３４を固定板３２に押さえ付ける押さえ板１０
０を有する。押さえ板１００の両端には、それぞれネジ
１０２が挿通される挿通孔が形成され、この挿通孔にネ
ジ１０２を挿通して、固定板３２にねじ込むことによっ
て、前記押さえ板１００で複数のマイクロピペット３４
を一度に固定板３２に押さえ付けることができるように
なっている。そして、１つの押さえ板１００で押さえ付
けた複数のマイクロピペット３４で１つのユニットが構
成される。図５Ａの例では列方向に配列された５つのマ
イクロピペット３４で１つのユニットが構成された例を
示している。
【００６２】また、押さえ板１００には、複数のマイク
ロピペット３４を押さえ付けたときに、各マイクロピペ
ット３４の試料注入口５２に対応する箇所にそれぞれ試
料溶液を供給するための導入孔１０４（図５Ｂ参照）が
形成されており、各導入孔１０４の上端部にはそれぞれ
試料溶液を導入孔１０４に導くためのチューブ１０６が
保持されている。
ロピペット３４を押さえ付けたときに、各マイクロピペ
ット３４の試料注入口５２に対応する箇所にそれぞれ試
料溶液を供給するための導入孔１０４（図５Ｂ参照）が
形成されており、各導入孔１０４の上端部にはそれぞれ
試料溶液を導入孔１０４に導くためのチューブ１０６が
保持されている。
【００６３】なお、押さえ板１００の幅は、配線作業の
効率化を考慮すると、複数のマイクロピペット３４を固
定板３２に押さえ付けた際に、アクチュエータ部５８の
各電極７０及び７４につながるパッド７６及び７８が上
方に臨むような寸法であることが好ましい。
効率化を考慮すると、複数のマイクロピペット３４を固
定板３２に押さえ付けた際に、アクチュエータ部５８の
各電極７０及び７４につながるパッド７６及び７８が上
方に臨むような寸法であることが好ましい。
【００６４】このように、上述の分注装置３０は、試料
注入口５２及び試料吐出口５４を有するマイクロピペッ
ト３４の複数個をそれぞれ試料吐出口５４を下方向に向
けた状態で立設させて構成されている。
注入口５２及び試料吐出口５４を有するマイクロピペッ
ト３４の複数個をそれぞれ試料吐出口５４を下方向に向
けた状態で立設させて構成されている。
【００６５】即ち、各マイクロピペット３４は、それぞ
れの試料注入口５２を上側とし、試料吐出口５４を下側
とし、かつ、各試料吐出口５４が縦横に配列配置され
て、試料吐出口５４からそれぞれ種類の異なる試料溶液
が吐出されるようになっている。
れの試料注入口５２を上側とし、試料吐出口５４を下側
とし、かつ、各試料吐出口５４が縦横に配列配置され
て、試料吐出口５４からそれぞれ種類の異なる試料溶液
が吐出されるようになっている。
【００６６】このような構成を有する分注装置３０にお
いて、各試料注入口５２に対応してそれぞれ種類の異な
る試料溶液を供給する方法としては、図８に示すよう
に、例えば多数の断面ほぼＶ字状の凹部（溜め部）１１
０が配列されたカートリッジ１１２を使用する方法があ
る。この方法は、カートリッジ１１２の各凹部１１０に
それぞれ種類の異なる試料溶液を入れ、該カートリッジ
１１２を各凹部１１０とチューブ１０６とがそれぞれ対
応するように取り付け、針等で各凹部１１０の底を開封
することによって、各凹部１１０にあった試料溶液をチ
ューブ１０６を介して各マイクロピペット３４に供給す
る方法等が考えられる。
いて、各試料注入口５２に対応してそれぞれ種類の異な
る試料溶液を供給する方法としては、図８に示すよう
に、例えば多数の断面ほぼＶ字状の凹部（溜め部）１１
０が配列されたカートリッジ１１２を使用する方法があ
る。この方法は、カートリッジ１１２の各凹部１１０に
それぞれ種類の異なる試料溶液を入れ、該カートリッジ
１１２を各凹部１１０とチューブ１０６とがそれぞれ対
応するように取り付け、針等で各凹部１１０の底を開封
することによって、各凹部１１０にあった試料溶液をチ
ューブ１０６を介して各マイクロピペット３４に供給す
る方法等が考えられる。
【００６７】また、チューブ１０６を用いない場合は、
カートリッジ１１２を各凹部１１０と固定治具３６の各
導入孔１０４とがそれぞれ対応するように取り付け、針
等で各凹部１１０の底を開封することによって、各凹部
１１０にあった試料溶液を導入孔１０４を介して各マイ
クロピペット３４に供給する方法のほか、予め、固定治
具３６における各導入孔１０４の近傍に針等を形成し、
カートリッジ１１２を固定治具３６に取り付けると同時
に各凹部１１０が開封されるようにしてもよい。
カートリッジ１１２を各凹部１１０と固定治具３６の各
導入孔１０４とがそれぞれ対応するように取り付け、針
等で各凹部１１０の底を開封することによって、各凹部
１１０にあった試料溶液を導入孔１０４を介して各マイ
クロピペット３４に供給する方法のほか、予め、固定治
具３６における各導入孔１０４の近傍に針等を形成し、
カートリッジ１１２を固定治具３６に取り付けると同時
に各凹部１１０が開封されるようにしてもよい。
【００６８】なお、開封後に気体等を圧送し、試料溶液
を強制的に押し出す機構を加えてもよい。また、各マイ
クロピペット３４の基体５０内に形成された試料注入口
５２から試料吐出口５４に至る空間を洗浄する機構を備
えることは、数千から数万種類という多種類のＤＮＡ断
片などを汚染なく、しかも純度よく微小スポット８０と
して吐出するために望ましい。
を強制的に押し出す機構を加えてもよい。また、各マイ
クロピペット３４の基体５０内に形成された試料注入口
５２から試料吐出口５４に至る空間を洗浄する機構を備
えることは、数千から数万種類という多種類のＤＮＡ断
片などを汚染なく、しかも純度よく微小スポット８０と
して吐出するために望ましい。
【００６９】図５Ａの例では、押さえ板１００の両端を
ネジ１０２で固定板２０に締め付けることで行っている
が、押さえ板１００の固定法は、ネジ、バネ等で機械的
に行うほか、接着剤等で行ってもよい。
ネジ１０２で固定板２０に締め付けることで行っている
が、押さえ板１００の固定法は、ネジ、バネ等で機械的
に行うほか、接着剤等で行ってもよい。
【００７０】また、マイクロピペット３４を構成する基
体５０は、上述したように、セラミックスで形成されて
おり、例えば、安定化ジルコニアや部分安定化ジルコニ
ア、アルミナ、マグネシア、窒化珪素等を用いることが
できる。
体５０は、上述したように、セラミックスで形成されて
おり、例えば、安定化ジルコニアや部分安定化ジルコニ
ア、アルミナ、マグネシア、窒化珪素等を用いることが
できる。
【００７１】このうち、安定化／部分安定化ジルコニア
は、薄板においても機械的強度が大きいこと、靱性が高
いこと、圧電層７２や電極材との反応性が小さいことか
ら最も好適に採用される。
は、薄板においても機械的強度が大きいこと、靱性が高
いこと、圧電層７２や電極材との反応性が小さいことか
ら最も好適に採用される。
【００７２】そして、基体５０等の材料として安定化／
部分安定化ジルコニアを使用する場合には、少なくと
も、アクチュエータ部５８が形成される部分（振動部６
６）には、アルミナあるいはチタニア等の添加物が含有
されることが好ましい。
部分安定化ジルコニアを使用する場合には、少なくと
も、アクチュエータ部５８が形成される部分（振動部６
６）には、アルミナあるいはチタニア等の添加物が含有
されることが好ましい。
【００７３】また、アクチュエータ部５８を構成する圧
電層７２は、圧電セラミックスとして、例えば、ジルコ
ン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、マグネ
シウムタンタル酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ
酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、マン
ガンタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛、チタン酸
バリウム等やこれらのいずれかを組み合わせた成分を含
有する複合セラミックスを用いることができるが、本実
施の形態においては、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛及びマ
グネシウムニオブ酸鉛からなる成分を主成分とする材料
が好適に用いられる。
電層７２は、圧電セラミックスとして、例えば、ジルコ
ン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、マグネ
シウムタンタル酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ
酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、マン
ガンタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛、チタン酸
バリウム等やこれらのいずれかを組み合わせた成分を含
有する複合セラミックスを用いることができるが、本実
施の形態においては、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛及びマ
グネシウムニオブ酸鉛からなる成分を主成分とする材料
が好適に用いられる。
【００７４】これは、このような材料が、高い電気機械
結合係数と圧電定数を有することに加え、圧電層７２の
焼結時における基体材料との反応性が小さく、所定の組
成のものを安定に形成することができることに基づくか
らである。
結合係数と圧電定数を有することに加え、圧電層７２の
焼結時における基体材料との反応性が小さく、所定の組
成のものを安定に形成することができることに基づくか
らである。
【００７５】更に、本実施の形態では、前記圧電セラミ
ックスに、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モ
リブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニ
ッケル、マンガン、セリウム、カドミウム、クロム、コ
バルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タンタル、リ
チウム、ビスマス、スズ等の酸化物、もしくはこれらい
ずれかの組合せ、又は他の化合物を適宜、添加したセラ
ミックスを用いてもよい。
ックスに、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モ
リブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニ
ッケル、マンガン、セリウム、カドミウム、クロム、コ
バルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タンタル、リ
チウム、ビスマス、スズ等の酸化物、もしくはこれらい
ずれかの組合せ、又は他の化合物を適宜、添加したセラ
ミックスを用いてもよい。
【００７６】例えば、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛及びマ
グネシウムニオブ酸鉛を主成分とし、これにランタンや
ストロンチウムを含有するセラミックスを用いることも
また好ましい。
グネシウムニオブ酸鉛を主成分とし、これにランタンや
ストロンチウムを含有するセラミックスを用いることも
また好ましい。
【００７７】一方、アクチュエータ部５８における上部
電極７４及び下部電極７０は、室温で、固体であって導
電性の金属で構成されていることが好ましく、例えば、
アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケ
ル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、パラ
ジウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステ
ン、イリジウム、白金、金、鉛等の金属単体あるいはこ
れらのいずれかを組み合わせた合金が用いられ、更に、
これらに圧電層７２や基体５０と同じ材料を分散させた
サーメット材料を用いてもよい。
電極７４及び下部電極７０は、室温で、固体であって導
電性の金属で構成されていることが好ましく、例えば、
アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケ
ル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、パラ
ジウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステ
ン、イリジウム、白金、金、鉛等の金属単体あるいはこ
れらのいずれかを組み合わせた合金が用いられ、更に、
これらに圧電層７２や基体５０と同じ材料を分散させた
サーメット材料を用いてもよい。
【００７８】次に、この分注装置３０を使ってＤＮＡチ
ップ２０を製造する第１及び第２の方法について図９及
び図１０を参照しながら説明する。
ップ２０を製造する第１及び第２の方法について図９及
び図１０を参照しながら説明する。
【００７９】まず、第１の方法は、図９に示すように、
各チューブ１０６からそれぞれ固定治具３６の導入孔１
０４を介して各マイクロピペット３４のキャビティ５６
内にそれぞれ種類の異なる試料溶液を充填し、次いで、
各アクチュエータ部５８を駆動して、各マイクロピペッ
ト３４の試料吐出口５４から試料溶液を吐出させる。キ
ャビティ５６内に溶液を充填する方法は、試料注入口５
２より導入された溶液の毛細管力により注入してもよい
が、試料吐出口５４から真空吸引して充填する方法が確
実である。
各チューブ１０６からそれぞれ固定治具３６の導入孔１
０４を介して各マイクロピペット３４のキャビティ５６
内にそれぞれ種類の異なる試料溶液を充填し、次いで、
各アクチュエータ部５８を駆動して、各マイクロピペッ
ト３４の試料吐出口５４から試料溶液を吐出させる。キ
ャビティ５６内に溶液を充填する方法は、試料注入口５
２より導入された溶液の毛細管力により注入してもよい
が、試料吐出口５４から真空吸引して充填する方法が確
実である。
【００８０】ここで、アクチュエータ部５８の各電極７
０及び７４に印加する電圧波形のうち、アクチュエータ
部５８がオン動作して、キャビティ５６の容積を減少さ
せる場合、各電極７０及び７４にはパルス的な電圧が印
加されることになる。この場合、パルスの振幅を上げる
ことによって、振動部６６の変形が大きくなり、その
分、試料溶液の吐出量も多くなる。また、一定期間に複
数のパルスを印加する場合は、パルス周期を短くし、各
パルスの振幅を小さくすることによって、少量の試料溶
液を多数吐出させることができる。
０及び７４に印加する電圧波形のうち、アクチュエータ
部５８がオン動作して、キャビティ５６の容積を減少さ
せる場合、各電極７０及び７４にはパルス的な電圧が印
加されることになる。この場合、パルスの振幅を上げる
ことによって、振動部６６の変形が大きくなり、その
分、試料溶液の吐出量も多くなる。また、一定期間に複
数のパルスを印加する場合は、パルス周期を短くし、各
パルスの振幅を小さくすることによって、少量の試料溶
液を多数吐出させることができる。
【００８１】このとき、供給位置を適宜変えることによ
って、供給された試料溶液が基板１０上で組み合わされ
て（合体）、１つのスポット径を有する試料溶液となる
が、供給する試料溶液の種類に応じて、供給数、供給位
置及び１回の供給量を制御することで、基板１０上に形
成されるスポット径の均一化を図ることができる。
って、供給された試料溶液が基板１０上で組み合わされ
て（合体）、１つのスポット径を有する試料溶液となる
が、供給する試料溶液の種類に応じて、供給数、供給位
置及び１回の供給量を制御することで、基板１０上に形
成されるスポット径の均一化を図ることができる。
【００８２】次に、分注装置３０を使った第２の方法に
ついて説明する。この第２の方法は、図１０に示すよう
に、各チューブ１０６からそれぞれ固定治具３６の導入
孔１０４を介して各マイクロピペット３４のキャビティ
５６内に緩衝液やＮａＣｌを含んだ水溶液、ポリマーを
含んだ水溶液などの置換液を充填し、次いで、試料を試
料注入口５２からキャビティ５６内に層流置換させなが
ら注入した後、置換の完了を待つ。その後、アクチュエ
ータ部５８を駆動させて、試料溶液を基板１０上に吐出
供給させる。
ついて説明する。この第２の方法は、図１０に示すよう
に、各チューブ１０６からそれぞれ固定治具３６の導入
孔１０４を介して各マイクロピペット３４のキャビティ
５６内に緩衝液やＮａＣｌを含んだ水溶液、ポリマーを
含んだ水溶液などの置換液を充填し、次いで、試料を試
料注入口５２からキャビティ５６内に層流置換させなが
ら注入した後、置換の完了を待つ。その後、アクチュエ
ータ部５８を駆動させて、試料溶液を基板１０上に吐出
供給させる。
【００８３】キャビティ５６内における試料の層流置換
完了は、キャビティ５６内の流体特性の変化を検知する
ことにより把握することが好ましい。
完了は、キャビティ５６内の流体特性の変化を検知する
ことにより把握することが好ましい。
【００８４】なお、キャビティ５６内の置換液と試料の
置換は層流で行われることが好ましいが、試料の種類が
変わった場合や、液体の移動速度が非常に速い場合にお
いては、キャビティ５６のうち、第１の連通孔６２の近
辺部分は、必ずしも層流でなくてもよい。この場合、試
料と置換液の混合により試料溶液のパージ量は増大する
が、キャビティ５６内の流体特性の変化を検知して置換
完了を判断することにより、パージ量の増大を最小に抑
えることができる。
置換は層流で行われることが好ましいが、試料の種類が
変わった場合や、液体の移動速度が非常に速い場合にお
いては、キャビティ５６のうち、第１の連通孔６２の近
辺部分は、必ずしも層流でなくてもよい。この場合、試
料と置換液の混合により試料溶液のパージ量は増大する
が、キャビティ５６内の流体特性の変化を検知して置換
完了を判断することにより、パージ量の増大を最小に抑
えることができる。
【００８５】ここで、キャビティ５６内の流体特性の変
化は、アクチュエータ部５８に振動を励起する程度の電
圧を印加し、その振動に伴う電気的定数の変化を検出す
ることにより把握する。このような流体特性の変化の検
知については、例えば、特開平８−２０１２６５号公報
に開示されている。
化は、アクチュエータ部５８に振動を励起する程度の電
圧を印加し、その振動に伴う電気的定数の変化を検出す
ることにより把握する。このような流体特性の変化の検
知については、例えば、特開平８−２０１２６５号公報
に開示されている。
【００８６】具体的には、アクチュエータ部５８に対し
て、所定の間隔で、吐出駆動用の電源からの電気的接続
をリレーで切り離し、同時に、共振周波数を測定する手
段をリレーにより接続し、その時点でのインピーダンス
あるいは共振特性、例えば共振周波数や減衰率等を電気
的に測定する。
て、所定の間隔で、吐出駆動用の電源からの電気的接続
をリレーで切り離し、同時に、共振周波数を測定する手
段をリレーにより接続し、その時点でのインピーダンス
あるいは共振特性、例えば共振周波数や減衰率等を電気
的に測定する。
【００８７】これにより、液体の粘度、比重等が目的の
試料（ＤＮＡ断片などを含む液体）であるかどうかを把
握することができる。即ち、各マイクロピペット３４に
おいては、マイクロピペット３４自体がセンサとして機
能するため、マイクロピペット３４の構成も単純化する
ことができる。
試料（ＤＮＡ断片などを含む液体）であるかどうかを把
握することができる。即ち、各マイクロピペット３４に
おいては、マイクロピペット３４自体がセンサとして機
能するため、マイクロピペット３４の構成も単純化する
ことができる。
【００８８】そして、アクチュエータ部５８を、求めら
れるスポット径に応じた液滴量に対応した駆動条件にて
駆動し、試料溶液の供給を繰り返すことにより、ＤＮＡ
チップ２０を製造する。通常、１つの微小スポット８０
を形成するのに、マイクロピペット３４から１〜数百滴
を吐出して行う。
れるスポット径に応じた液滴量に対応した駆動条件にて
駆動し、試料溶液の供給を繰り返すことにより、ＤＮＡ
チップ２０を製造する。通常、１つの微小スポット８０
を形成するのに、マイクロピペット３４から１〜数百滴
を吐出して行う。
【００８９】なお、試料注入口５２中の試料の量が減少
した際には、緩衝液を追加し、流路中に気泡が入らない
ようにして、吐出を続けることにより、試料溶液をマイ
クロピペット３４内に残すことなく使い切ることができ
る。試料から置換液への置換の完了（試料吐出の終了）
は、同じく、アクチュエータ部５８を用いた液体の粘
度、比重の検出で行う。
した際には、緩衝液を追加し、流路中に気泡が入らない
ようにして、吐出を続けることにより、試料溶液をマイ
クロピペット３４内に残すことなく使い切ることができ
る。試料から置換液への置換の完了（試料吐出の終了）
は、同じく、アクチュエータ部５８を用いた液体の粘
度、比重の検出で行う。
【００９０】また、使用する置換液、試料としては、予
め脱気操作を通して溶液中の溶存気体を取り除いたもの
を使用することが好ましい。そのような溶液を用いるこ
とにより、マイクロピペット３４の流路内に溶液を充填
する際に、流路途中で気泡がひっかかり充填が不備にな
る場合でも、その気泡を溶液中に溶かし込んで不具合を
回避できると共に、吐出の途中において、流体中に気泡
が発生することがなく、吐出不具合を生じることもな
い。
め脱気操作を通して溶液中の溶存気体を取り除いたもの
を使用することが好ましい。そのような溶液を用いるこ
とにより、マイクロピペット３４の流路内に溶液を充填
する際に、流路途中で気泡がひっかかり充填が不備にな
る場合でも、その気泡を溶液中に溶かし込んで不具合を
回避できると共に、吐出の途中において、流体中に気泡
が発生することがなく、吐出不具合を生じることもな
い。
【００９１】また、上述の第２の方法において、試料溶
液を吐出しつつ、緩衝液やＮａＣｌを含んだ水溶液、ポ
リマーを含んだ水溶液のような置換液を試料注入口５２
からキャビティ５６に注入し、キャビティ５６内に残留
する試料溶液を完全に吐出し、次の試料注入に備えるこ
とができる。
液を吐出しつつ、緩衝液やＮａＣｌを含んだ水溶液、ポ
リマーを含んだ水溶液のような置換液を試料注入口５２
からキャビティ５６に注入し、キャビティ５６内に残留
する試料溶液を完全に吐出し、次の試料注入に備えるこ
とができる。
【００９２】そして、キャビティ５６内に試料溶液が残
留しているかどうか（試料溶液として吐出できるかどう
か）を検知するのにも、同じく、キャビティ５６内の流
体特性の変化を検知することにより把握できる。この場
合、置換完了検出機構により使用に供しない試料のパー
ジ量を極めて少なくすることができると共に、試料溶液
の使用効率を向上させることができる。
留しているかどうか（試料溶液として吐出できるかどう
か）を検知するのにも、同じく、キャビティ５６内の流
体特性の変化を検知することにより把握できる。この場
合、置換完了検出機構により使用に供しない試料のパー
ジ量を極めて少なくすることができると共に、試料溶液
の使用効率を向上させることができる。
【００９３】また、試料を試料注入口５２からキャビテ
ィ５６に充填する際に、アクチュエータ部５８を駆動さ
せながら試料を試料注入口５２からキャビティ５６内に
置換させてもよい。この場合、予め安価な置換液により
キャビティ５６内を確実に置換でき、その結果、吐出不
良が発生することを完全に防止でき、高価な試料を効率
よく吐出できる。
ィ５６に充填する際に、アクチュエータ部５８を駆動さ
せながら試料を試料注入口５２からキャビティ５６内に
置換させてもよい。この場合、予め安価な置換液により
キャビティ５６内を確実に置換でき、その結果、吐出不
良が発生することを完全に防止でき、高価な試料を効率
よく吐出できる。
【００９４】更に、キャビティ５６内に緩衝液やＮａＣ
ｌを含んだ水溶液、ポリマーを含んだ水溶液などの置換
液を充填し、キャビティ５６内と試料注入口５２内にあ
る置換液の量を調整して所定の量にし、次に、試料溶液
を試料注入口５２から所定の液量だけ注入した後、アク
チュエータ部５８を所定のパルス数だけ駆動し、キャビ
ティ５６内と試料注入口５２内にある置換液の量だけ排
出してもよい。
ｌを含んだ水溶液、ポリマーを含んだ水溶液などの置換
液を充填し、キャビティ５６内と試料注入口５２内にあ
る置換液の量を調整して所定の量にし、次に、試料溶液
を試料注入口５２から所定の液量だけ注入した後、アク
チュエータ部５８を所定のパルス数だけ駆動し、キャビ
ティ５６内と試料注入口５２内にある置換液の量だけ排
出してもよい。
【００９５】そうすることにより、キャビティ５６内と
試料注入口５２内にある置換液の量だけ正確に排出さ
れ、無駄なく試料溶液の充填を完了することができる。
試料注入口５２内にある置換液の量だけ正確に排出さ
れ、無駄なく試料溶液の充填を完了することができる。
【００９６】このように、本実施の形態に係るＤＮＡチ
ップ２０においては、基板１０に、微小スポット８０の
位置ずれを自動的に補正する位置ずれ補正手段としての
突起１４を設けるようにしたので、基板１０上に試料溶
液を供給した際に、その供給位置が規定の位置からずれ
ていたとしても、前記試料溶液の供給による微小スポッ
ト８０は、突起１４によって前記規定の位置に移動し、
その位置ずれが補正されることになる。
ップ２０においては、基板１０に、微小スポット８０の
位置ずれを自動的に補正する位置ずれ補正手段としての
突起１４を設けるようにしたので、基板１０上に試料溶
液を供給した際に、その供給位置が規定の位置からずれ
ていたとしても、前記試料溶液の供給による微小スポッ
ト８０は、突起１４によって前記規定の位置に移動し、
その位置ずれが補正されることになる。
【００９７】このように、本実施の形態に係るＤＮＡチ
ップ２０及びその製造方法においては、分注装置３０の
ずらし幅や試料吐出口５４の配列ピッチにばらつきがあ
ったとしても、基板１０上に形成される多数の微小スポ
ット８０の配列状態を規定の配列ピッチに沿った状態に
させることができ、ＤＮＡチップ２０の品質の向上並び
に歩留まりの向上を図ることができる。
ップ２０及びその製造方法においては、分注装置３０の
ずらし幅や試料吐出口５４の配列ピッチにばらつきがあ
ったとしても、基板１０上に形成される多数の微小スポ
ット８０の配列状態を規定の配列ピッチに沿った状態に
させることができ、ＤＮＡチップ２０の品質の向上並び
に歩留まりの向上を図ることができる。
【００９８】次に、基板１０に設けられる位置ずれ補正
手段の変形例について図１１〜図１９Ｂを参照しながら
説明する。
手段の変形例について図１１〜図１９Ｂを参照しながら
説明する。
【００９９】第１の変形例は、図１１に示すように、基
板１０のうち、微小スポット８０が形成されるべき位置
に親水性領域Ｚ１を形成し、それ以外の部分に撥水性領
域Ｚ２を形成した点で異なる。具体的には、微小スポッ
ト８０が形成されるべき位置以外の部分に撥水性の膜１
６を形成することで達成される。撥水性の膜１６として
は、例えばＳｉコート、フッ素樹脂等を使用することが
できる。
板１０のうち、微小スポット８０が形成されるべき位置
に親水性領域Ｚ１を形成し、それ以外の部分に撥水性領
域Ｚ２を形成した点で異なる。具体的には、微小スポッ
ト８０が形成されるべき位置以外の部分に撥水性の膜１
６を形成することで達成される。撥水性の膜１６として
は、例えばＳｉコート、フッ素樹脂等を使用することが
できる。
【０１００】これによれば、図１１に示すように、基板
１０上に試料溶液の供給によって微小スポット８０が形
成された際において、該微小スポット８０の一部が撥水
性の膜１６にかかったとき（二点鎖線参照）、該微小ス
ポット８０の表面張力と膜１６の撥水作用によって、該
微小スポット８０が移動し、規定の位置に微小スポット
８０の中心を位置決めできる。この場合、微小スポット
８０の一部が撥水性の膜１６にかかったときでも、膜１
６が撥水性のため、試料溶液が移動した後の痕跡がな
く、固定化後のスポット形状が親水性の部分のみの形状
になり、形状のばらつきが低減される。
１０上に試料溶液の供給によって微小スポット８０が形
成された際において、該微小スポット８０の一部が撥水
性の膜１６にかかったとき（二点鎖線参照）、該微小ス
ポット８０の表面張力と膜１６の撥水作用によって、該
微小スポット８０が移動し、規定の位置に微小スポット
８０の中心を位置決めできる。この場合、微小スポット
８０の一部が撥水性の膜１６にかかったときでも、膜１
６が撥水性のため、試料溶液が移動した後の痕跡がな
く、固定化後のスポット形状が親水性の部分のみの形状
になり、形状のばらつきが低減される。
【０１０１】第２の変形例は、図１２に示すように、前
記撥水性の膜１６において、親水性領域Ｚ１の周辺部の
みに該親水性領域Ｚ１に向かって下り傾斜とされたテー
パ面１６ａを設けた例を示す。この場合、一点鎖線に示
すように、撥水性の膜１６に微小スポット８０がかかっ
たときでも、撥水性の膜１６の撥水作用と、微小スポッ
ト８０の表面張力と、テーパ面の傾斜による重力で、前
記微小スポット８０は、該微小スポット８０が形成され
るべき位置に移動し、規定の位置に微小スポット８０の
中心を位置決めすることができる。
記撥水性の膜１６において、親水性領域Ｚ１の周辺部の
みに該親水性領域Ｚ１に向かって下り傾斜とされたテー
パ面１６ａを設けた例を示す。この場合、一点鎖線に示
すように、撥水性の膜１６に微小スポット８０がかかっ
たときでも、撥水性の膜１６の撥水作用と、微小スポッ
ト８０の表面張力と、テーパ面の傾斜による重力で、前
記微小スポット８０は、該微小スポット８０が形成され
るべき位置に移動し、規定の位置に微小スポット８０の
中心を位置決めすることができる。
【０１０２】第３の変形例は、図１３に示すように、基
板１０のうち、微小スポット８０が形成されるべき位置
に凹部１８を形成した点で異なる。
板１０のうち、微小スポット８０が形成されるべき位置
に凹部１８を形成した点で異なる。
【０１０３】これによれば、図１３に示すように、基板
８０上に試料溶液の供給によって微小スポット８０が形
成された際において、該微小スポット８０の一部が凹部
１８の肩部分にかかったとき（二点鎖線参照）、該微小
スポット８０の表面張力によって、該微小スポット８０
が移動し、凹部１８内に微小スポット８０を位置させる
ことができる。この場合、凹部１８内に試料溶液が入る
と、試料膜厚が均一化され、スポットの厚みのばらつき
が低減できる。その結果、スポットが発する蛍光を検査
する際の感度ばらつき、感度劣化を抑制できるという利
点がある。
８０上に試料溶液の供給によって微小スポット８０が形
成された際において、該微小スポット８０の一部が凹部
１８の肩部分にかかったとき（二点鎖線参照）、該微小
スポット８０の表面張力によって、該微小スポット８０
が移動し、凹部１８内に微小スポット８０を位置させる
ことができる。この場合、凹部１８内に試料溶液が入る
と、試料膜厚が均一化され、スポットの厚みのばらつき
が低減できる。その結果、スポットが発する蛍光を検査
する際の感度ばらつき、感度劣化を抑制できるという利
点がある。
【０１０４】第４の変形例は、図１４に示すように、微
小スポット８０が形成される部分の周辺部に複数の凸部
１５０を形成する、あるいは前記周辺部に環状の凸部１
５２を形成した例を示す。環状の凸部１５２の場合に
は、微小スポット８０が形成される部分がクレータ状に
形成されることになる。この第４の変形例の場合、上述
した第３の変形例による効果に加えて、所定位置（微小
スポット８０が形成されるべき位置）に微小スポット８
０が集まりやすくなるという効果がある。特に、凸部１
５０や１５２の裾の部分をなだらかな傾斜面１５４に形
成すれば、前記効果は更に顕著となる。
小スポット８０が形成される部分の周辺部に複数の凸部
１５０を形成する、あるいは前記周辺部に環状の凸部１
５２を形成した例を示す。環状の凸部１５２の場合に
は、微小スポット８０が形成される部分がクレータ状に
形成されることになる。この第４の変形例の場合、上述
した第３の変形例による効果に加えて、所定位置（微小
スポット８０が形成されるべき位置）に微小スポット８
０が集まりやすくなるという効果がある。特に、凸部１
５０や１５２の裾の部分をなだらかな傾斜面１５４に形
成すれば、前記効果は更に顕著となる。
【０１０５】上述のような凸部１５０や１５２は、プリ
ンタにおいて実用化されているインクジェット方式で、
噴射圧力やジェットノズルと基板１２との距離等を適宜
調整して、スポッティングすることにより、基板１２上
に形成することができる。
ンタにおいて実用化されているインクジェット方式で、
噴射圧力やジェットノズルと基板１２との距離等を適宜
調整して、スポッティングすることにより、基板１２上
に形成することができる。
【０１０６】第５の変形例は、図１５に示すように、基
板１０のうち、微小スポット８０が形成されるべき部分
とそれ以外の部分とで表面状態を異ならせた点で異な
る。
板１０のうち、微小スポット８０が形成されるべき部分
とそれ以外の部分とで表面状態を異ならせた点で異な
る。
【０１０７】これによれば、図１５に示すように、基板
１０上に試料溶液の供給によって微小スポット８０が形
成された際において、該微小スポット８０の一部が粗面
２２以外の部分にかかったとき（二点鎖線参照）、該微
小スポット８０の表面張力によって、該微小スポット８
０が移動し、規定の位置に微小スポット８０の中心を位
置させることができる。この場合、上述した第１の変形
例と同様に、該微小スポット８０の一部が粗面２２以外
にかかったときでも、粗面２２以外の部分は、試料が移
動した後の痕跡がなく、固定化後のスポット形状が粗面
２２のみの形状になり、形状のばらつきが低減される。
また、微小スポット８０は、接触する面が粗面であるた
め、接触面積が大きく、基板１０に強固に固定され、ス
ポッティング後の固定化時において、試料溶液が流れ出
すことを低減できる。
１０上に試料溶液の供給によって微小スポット８０が形
成された際において、該微小スポット８０の一部が粗面
２２以外の部分にかかったとき（二点鎖線参照）、該微
小スポット８０の表面張力によって、該微小スポット８
０が移動し、規定の位置に微小スポット８０の中心を位
置させることができる。この場合、上述した第１の変形
例と同様に、該微小スポット８０の一部が粗面２２以外
にかかったときでも、粗面２２以外の部分は、試料が移
動した後の痕跡がなく、固定化後のスポット形状が粗面
２２のみの形状になり、形状のばらつきが低減される。
また、微小スポット８０は、接触する面が粗面であるた
め、接触面積が大きく、基板１０に強固に固定され、ス
ポッティング後の固定化時において、試料溶液が流れ出
すことを低減できる。
【０１０８】上述の第２、第３及び第５の変形例でのテ
ーパ面１６ａの形成並びに凹部１８の形成や粗面２２の
形成など、表面状態の変更は、ブラスト加工、レーザ加
工、切削加工等の加工によって一度に大量の基板を処理
することができるため、安価に実施でき好ましい。
ーパ面１６ａの形成並びに凹部１８の形成や粗面２２の
形成など、表面状態の変更は、ブラスト加工、レーザ加
工、切削加工等の加工によって一度に大量の基板を処理
することができるため、安価に実施でき好ましい。
【０１０９】第６の変形例は、電界をかけて位置ずれ補
正を行うようにしたものである。具体的には、例えば図
１６に示すように、基板１０におけるpoly-L-lysine層
１２の下層において、微小スポット８０を形成すべき箇
所に対応する部分に、金属膜による多数の電極パターン
１３０を形成し、更にその下層に各電極パターン１３０
に共通とされた金属膜による共通電極パターン１３２を
形成する。
正を行うようにしたものである。具体的には、例えば図
１６に示すように、基板１０におけるpoly-L-lysine層
１２の下層において、微小スポット８０を形成すべき箇
所に対応する部分に、金属膜による多数の電極パターン
１３０を形成し、更にその下層に各電極パターン１３０
に共通とされた金属膜による共通電極パターン１３２を
形成する。
【０１１０】そして、共通電極パターン１３２と例えば
接地間に電源１３４を接続し、各電極パターン１３０を
例えば＋側に帯電させる。この状態で、基板１０上に試
料溶液の供給によって微小スポット８０が形成される
と、該微小スポット８０を構成する試料溶液は−側に帯
電しているため、微小スポット８０の一部が電極パター
ン１３０上にかかったとき（二点鎖線参照）、電界の吸
引力によって、該微小スポット８０が電極パターン１３
０上に移動し、規定の位置に微小スポット８０の中心が
位置することになる。
接地間に電源１３４を接続し、各電極パターン１３０を
例えば＋側に帯電させる。この状態で、基板１０上に試
料溶液の供給によって微小スポット８０が形成される
と、該微小スポット８０を構成する試料溶液は−側に帯
電しているため、微小スポット８０の一部が電極パター
ン１３０上にかかったとき（二点鎖線参照）、電界の吸
引力によって、該微小スポット８０が電極パターン１３
０上に移動し、規定の位置に微小スポット８０の中心が
位置することになる。
【０１１１】また、電界強度を上げれば、各マイクロピ
ペット３４の試料吐出口５４から吐出された液滴１４０
は、空中において、その飛行方向が対応する電極パター
ン１３０に向かうべく補正され、前記液滴１４０による
微小スポット８０は対応する電極パターン１３０上に正
確に落下することとなる。この場合、液滴１４０が基板
１０の表面で移動することがないため、液滴移動による
痕跡がなく、スポット形状を安定化（均一化）できると
いう効果がある。
ペット３４の試料吐出口５４から吐出された液滴１４０
は、空中において、その飛行方向が対応する電極パター
ン１３０に向かうべく補正され、前記液滴１４０による
微小スポット８０は対応する電極パターン１３０上に正
確に落下することとなる。この場合、液滴１４０が基板
１０の表面で移動することがないため、液滴移動による
痕跡がなく、スポット形状を安定化（均一化）できると
いう効果がある。
【０１１２】第７の変形例は、図１７に示すように、上
述した第６の変形例（図１６参照）とほぼ同じ原理であ
るが、基板１０が載置固定されるステージ１４２に所定
の電極パターン１３０及び１３２を設けたものである。
この場合、基板１０に電極パターン１３０及び１３２を
設ける必要がないため、安価に実施できるという利点が
ある。
述した第６の変形例（図１６参照）とほぼ同じ原理であ
るが、基板１０が載置固定されるステージ１４２に所定
の電極パターン１３０及び１３２を設けたものである。
この場合、基板１０に電極パターン１３０及び１３２を
設ける必要がないため、安価に実施できるという利点が
ある。
【０１１３】第８の変形例は、図１８に示すように、基
板１０を例えばガラスで構成し、更に、該基板１０内に
所定の電極パターン１３０及び１３２を形成し、特に、
電極パターン１３０を基板１０の表面に露出させた例で
ある。電極パターン１３０及び１３２への電圧供給は、
ステージ１４２に形成された電極１４４を通じて行われ
る。
板１０を例えばガラスで構成し、更に、該基板１０内に
所定の電極パターン１３０及び１３２を形成し、特に、
電極パターン１３０を基板１０の表面に露出させた例で
ある。電極パターン１３０及び１３２への電圧供給は、
ステージ１４２に形成された電極１４４を通じて行われ
る。
【０１１４】この第８の変形例においては、基板１０の
ガラス表面は撥水性を呈し、ガラス表面に露出した電極
パターン１３０は親水性を呈するため、上述した第１の
変形例と同様に、例えば図１９Ａに示すように、基板１
０上に試料溶液の供給によって微小スポット８０が形成
された際において、該微小スポット８０の一部が撥水性
のガラス表面にかかったとき（二点鎖線参照）、該微小
スポット８０の表面張力とガラス表面の撥水作用によっ
て、該微小スポット８０が移動し、規定の位置に微小ス
ポット８０の中心を位置決めすることができる。この場
合、微小スポット８０の一部がガラス表面にかかったと
きでも、ガラス表面が撥水性のため、試料溶液が移動し
た後の痕跡がなく、固定化後のスポット形状が親水性の
部分のみの形状になり、形状のばらつきが低減される。
ガラス表面は撥水性を呈し、ガラス表面に露出した電極
パターン１３０は親水性を呈するため、上述した第１の
変形例と同様に、例えば図１９Ａに示すように、基板１
０上に試料溶液の供給によって微小スポット８０が形成
された際において、該微小スポット８０の一部が撥水性
のガラス表面にかかったとき（二点鎖線参照）、該微小
スポット８０の表面張力とガラス表面の撥水作用によっ
て、該微小スポット８０が移動し、規定の位置に微小ス
ポット８０の中心を位置決めすることができる。この場
合、微小スポット８０の一部がガラス表面にかかったと
きでも、ガラス表面が撥水性のため、試料溶液が移動し
た後の痕跡がなく、固定化後のスポット形状が親水性の
部分のみの形状になり、形状のばらつきが低減される。
【０１１５】また、電界強度を上げれば、図１９Ｂに示
すように、上述した第６の変形例と同様に、落下過程に
ある液滴１４０は、空中において、その飛行方向が対応
する電極パターン１３０に向かうべく補正され、前記液
滴１４０による微小スポット８０は対応する電極パター
ン１３０上に正確に落下することとなる。この場合、液
滴１４０が基板１０の表面で移動することがないため、
液滴移動による痕跡がなく、スポット形状を安定化（均
一化）できるという効果がある。
すように、上述した第６の変形例と同様に、落下過程に
ある液滴１４０は、空中において、その飛行方向が対応
する電極パターン１３０に向かうべく補正され、前記液
滴１４０による微小スポット８０は対応する電極パター
ン１３０上に正確に落下することとなる。この場合、液
滴１４０が基板１０の表面で移動することがないため、
液滴移動による痕跡がなく、スポット形状を安定化（均
一化）できるという効果がある。
【０１１６】このように、第８の変形例においては、上
述した第１の変形例と第６の変形例の効果を合わせ持っ
たものとなり、より好ましい。なお、基板１０の材質
は、ガラスに限ることなく、セラミックス、プラスチッ
ク等の絶縁物であってもよい。
述した第１の変形例と第６の変形例の効果を合わせ持っ
たものとなり、より好ましい。なお、基板１０の材質
は、ガラスに限ることなく、セラミックス、プラスチッ
ク等の絶縁物であってもよい。
【０１１７】このように、第１〜第８の変形例に係る位
置ずれ補正手段を用いても、上述した本実施の形態と同
様に、分注装置３０のずらし幅や試料吐出口５４の配列
ピッチにばらつきがあったとしても、基板１０上に形成
される多数の微小スポット８０の配列状態を規定の配列
ピッチに沿った状態にさせることができ、ＤＮＡチップ
２０の品質の向上並びに歩留まりの向上を図ることがで
きる。
置ずれ補正手段を用いても、上述した本実施の形態と同
様に、分注装置３０のずらし幅や試料吐出口５４の配列
ピッチにばらつきがあったとしても、基板１０上に形成
される多数の微小スポット８０の配列状態を規定の配列
ピッチに沿った状態にさせることができ、ＤＮＡチップ
２０の品質の向上並びに歩留まりの向上を図ることがで
きる。
【０１１８】なお、この発明に係るＤＮＡチップ及びそ
の製造方法は、上述の実施の形態に限らず、この発明の
要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは
もちろんである。
の製造方法は、上述の実施の形態に限らず、この発明の
要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることは
もちろんである。
【０１１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るＤＮ
Ａによれば、分注装置のずらし幅や滴下ノズルの配列ピ
ッチにばらつきがあったとしても、基板上に形成される
多数の微小スポットの配列状態を規定の配列ピッチに沿
った状態にさせることができる。
Ａによれば、分注装置のずらし幅や滴下ノズルの配列ピ
ッチにばらつきがあったとしても、基板上に形成される
多数の微小スポットの配列状態を規定の配列ピッチに沿
った状態にさせることができる。
【０１２０】また、本発明に係るＤＮＡの製造方法によ
れば、分注装置のずらし幅や滴下ノズルの配列ピッチに
ばらつきがあったとしても、基板上に形成される多数の
微小スポットの配列状態を規定の配列ピッチに沿った状
態にさせることができ、ＤＮＡチップの品質の向上並び
に歩留まりの向上を図ることができる。
れば、分注装置のずらし幅や滴下ノズルの配列ピッチに
ばらつきがあったとしても、基板上に形成される多数の
微小スポットの配列状態を規定の配列ピッチに沿った状
態にさせることができ、ＤＮＡチップの品質の向上並び
に歩留まりの向上を図ることができる。
【図１】本実施の形態に係るＤＮＡチップ（本実施の形
態に係る製造方法で製造されるＤＮＡチップ）を示す斜
視図である。
態に係る製造方法で製造されるＤＮＡチップ）を示す斜
視図である。
【図２】本実施の形態に係るＤＮＡチップの構成を示す
拡大断面図である。
拡大断面図である。
【図３】本実施の形態に係るＤＮＡチップの製造方法を
示す工程ブロック図である。
示す工程ブロック図である。
【図４】試料調製工程の内訳を示す工程ブロック図であ
る。
る。
【図５】図５Ａは第１の実施の形態に係るＤＮＡチップ
の製造方法で使用される分注装置の構成を示す平面図で
あり、図５Ｂはその正面図であり、図５Ｃは、分注装置
を構成する１つのマイクロピペットを示す拡大平面図で
ある。
の製造方法で使用される分注装置の構成を示す平面図で
あり、図５Ｂはその正面図であり、図５Ｃは、分注装置
を構成する１つのマイクロピペットを示す拡大平面図で
ある。
【図６】マイクロピペットの構成を示す縦断面図であ
る。
る。
【図７】マイクロピペットの基体内に形成されるキャビ
ティを含む流路の形状を示す斜視図である。
ティを含む流路の形状を示す斜視図である。
【図８】カートリッジと共に示す分注装置の分解斜視図
である。
である。
【図９】分注装置を使用してＤＮＡチップを製造する場
合の第１の方法を示す説明図である。
合の第１の方法を示す説明図である。
【図１０】分注装置を使用してＤＮＡチップを製造する
場合の第２の方法を示す説明図である。
場合の第２の方法を示す説明図である。
【図１１】第１の変形例に係る位置ずれ補正手段を示す
断面図である。
断面図である。
【図１２】第２の変形例に係る位置ずれ補正手段を示す
断面図である。
断面図である。
【図１３】第３の変形例に係る位置ずれ補正手段を示す
断面図である。
断面図である。
【図１４】第４の変形例に係る位置ずれ補正手段を示す
断面図である。
断面図である。
【図１５】第５の変形例に係る位置ずれ補正手段を示す
断面図である。
断面図である。
【図１６】第６の変形例に係る位置ずれ補正手段を示す
断面図である。
断面図である。
【図１７】第７の変形例に係る位置ずれ補正手段を示す
断面図である。
断面図である。
【図１８】第８の変形例に係る位置ずれ補正手段を示す
断面図である。
断面図である。
【図１９】図１９Ａは第８の変形例に係る位置ずれ補正
手段において第１の変形例と同様の効果を奏することを
示す図であり、図１９Ｂは第８の変形例に係る位置ずれ
補正手段において第６の変形例と同様の効果を奏するこ
とを示す図である。
手段において第１の変形例と同様の効果を奏することを
示す図であり、図１９Ｂは第８の変形例に係る位置ずれ
補正手段において第６の変形例と同様の効果を奏するこ
とを示す図である。
１０…基板 １２…poly-L-lys
ine層 １４…突起 １６…撥水性の膜 １８…凹部 ２０…ＤＮＡチッ
プ ２２…粗面 ３０…分注装置 ３４…マイクロピペット ５４…試料吐出口 ５８…アクチュエータ部 ８０…微小スポッ
ト １３０…電極パターン １３２…共通電極
パターン １３４…電源 １４０…液滴 １４２…ステージ Ｓ１…前処理工程 Ｓ２…試料調製工程 Ｓ３…供給工程 Ｓ１１…増幅工程 Ｓ１２…粉末生成
工程 Ｓ１３…混合工程
ine層 １４…突起 １６…撥水性の膜 １８…凹部 ２０…ＤＮＡチッ
プ ２２…粗面 ３０…分注装置 ３４…マイクロピペット ５４…試料吐出口 ５８…アクチュエータ部 ８０…微小スポッ
ト １３０…電極パターン １３２…共通電極
パターン １３４…電源 １４０…液滴 １４２…ステージ Ｓ１…前処理工程 Ｓ２…試料調製工程 Ｓ３…供給工程 Ｓ１１…増幅工程 Ｓ１２…粉末生成
工程 Ｓ１３…混合工程
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 35/10 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ｆ 37/00 １０２ Ｇ０１Ｎ 35/06 Ａ (72)発明者 武内 幸久 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内 Ｆターム(参考） 2G058 AA09 CC09 EA03 EA11 EB00 ED16 4B024 AA19 CA04 HA12 HA19 4B029 AA21 AA23
Claims (15)
- 【請求項１】基板上に試料溶液の供給による微小スポッ
トが多数形成されたＤＮＡチップにおいて、 前記基板は、前記微小スポットの位置ずれを自動的に補
正する位置ずれ補正手段を有することを特徴とするＤＮ
Ａチップ。 - 【請求項２】請求項１記載のＤＮＡチップにおいて、 前記位置ずれ補正手段は、前記基板のうち、前記微小ス
ポットが形成されるべき位置に形成された突起であるこ
とを特徴とするＤＮＡチップ。 - 【請求項３】請求項１記載のＤＮＡチップにおいて、 前記位置ずれ補正手段は、前記基板のうち、前記微小ス
ポットが形成されるべき位置に形成された親水性領域と
それ以外の部分に形成された撥水性領域とで構成されて
いることを特徴とするＤＮＡチップ。 - 【請求項４】請求項１記載のＤＮＡチップにおいて、 前記位置ずれ補正手段は、前記基板のうち、前記微小ス
ポットが形成されるべき位置に形成された凹部であるこ
とを特徴とするＤＮＡチップ。 - 【請求項５】請求項１記載のＤＮＡチップにおいて、 前記位置ずれ補正手段は、前記基板のうち、前記微小ス
ポットが形成されるべき部分とそれ以外の部分とで表面
状態を異ならせることで構成されることを特徴とするＤ
ＮＡチップ。 - 【請求項６】請求項１記載のＤＮＡチップにおいて、 前記位置ずれ補正手段は、前記基板のうち、前記微小ス
ポットが形成されるべき部分を、前記試料溶液とは逆の
帯電状態とさせる電界発生手段を有することを特徴とす
るＤＮＡチップ。 - 【請求項７】試料溶液を基板上に多数供給してＤＮＡチ
ップを製造するＤＮＡチップの製造方法において、 前記基板として、前記試料溶液の供給による微小スポッ
トの位置ずれを自動的に補正する位置ずれ補正手段を有
する基板を用いてＤＮＡチップを製造することを特徴と
するＤＮＡチップの製造方法。 - 【請求項８】請求項７記載のＤＮＡチップの製造方法に
おいて、 前記試料溶液を、供給装置を用いてインクジェット方式
で供給することを特徴とするＤＮＡチップの製造方法。 - 【請求項９】請求項８記載のＤＮＡチップの製造方法に
おいて、 前記供給装置は、 少なくとも１個以上の基体に、外部から前記試料溶液を
注入するための注入口と、前記試料溶液が注入・充填さ
れるキャビティと、前記試料溶液を吐出する吐出口とが
形成され、前記キャビティを形成する前記基体の少なく
とも一壁面に圧電／電歪素子を備え、前記キャビティ内
において前記試料溶液が移動するように構成されたマイ
クロピペットが複数配列されて構成され、かつ、各マイ
クロピペットの吐出口からそれぞれ異なる種類の試料溶
液が吐出される分注装置であることを特徴とするＤＮＡ
チップの製造方法。 - 【請求項１０】請求項９記載のＤＮＡチップの製造方法
において、 前記分注装置は、前記キャビティ内において前記試料溶
液が層流で移動するように構成されたマイクロピペット
が複数配列されて構成されていることを特徴とするＤＮ
Ａチップの製造方法。 - 【請求項１１】請求項７〜１０のいずれか１項に記載の
ＤＮＡチップの製造方法において、 前記位置ずれ補正手段は、前記基板のうち、前記微小ス
ポットが形成されるべき位置に形成された突起であるこ
とを特徴とするＤＮＡチップの製造方法。 - 【請求項１２】請求項７〜１０のいずれか１項に記載の
ＤＮＡチップの製造方法において、 前記位置ずれ補正手段は、前記基板のうち、前記微小ス
ポットが形成されるべき位置に形成された親水性領域と
それ以外の部分に形成された撥水性領域とで構成されて
いることを特徴とするＤＮＡチップの製造方法。 - 【請求項１３】請求項７〜１０のいずれか１項に記載の
ＤＮＡチップの製造方法において、 前記位置ずれ補正手段は、前記基板のうち、前記微小ス
ポットが形成されるべき位置に形成された凹部であるこ
とを特徴とするＤＮＡチップの製造方法。 - 【請求項１４】請求項７〜１０のいずれか１項に記載の
ＤＮＡチップの製造方法において、 前記位置ずれ補正手段は、前記基板のうち、前記微小ス
ポットが形成されるべき部分とそれ以外の部分とで表面
状態を異ならせることで構成されることを特徴とするＤ
ＮＡチップの製造方法。 - 【請求項１５】請求項７〜１０のいずれか１項に記載の
ＤＮＡチップの製造方法において、 前記位置ずれ補正手段は、前記基板のうち、前記微小ス
ポットが形成されるべき部分を、前記試料溶液とは逆の
帯電状態とさせる電界発生手段を有することを特徴とす
るＤＮＡチップの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000322963A JP3647369B2 (ja) | 1999-10-22 | 2000-10-23 | Ｄｎａチップ及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30162799 | 1999-10-22 | ||
| JP2000-89971 | 2000-03-28 | ||
| JP2000089971 | 2000-03-28 | ||
| JP11-301627 | 2000-03-28 | ||
| JP2000322963A JP3647369B2 (ja) | 1999-10-22 | 2000-10-23 | Ｄｎａチップ及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001343386A true JP2001343386A (ja) | 2001-12-14 |
| JP3647369B2 JP3647369B2 (ja) | 2005-05-11 |
Family
ID=27338474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000322963A Expired - Fee Related JP3647369B2 (ja) | 1999-10-22 | 2000-10-23 | Ｄｎａチップ及びその製造方法 |
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2000
- 2000-10-23 JP JP2000322963A patent/JP3647369B2/ja not_active Expired - Fee Related
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