JP2002181837A - スポットピン及びバイオチップ作製装置 - Google Patents

スポットピン及びバイオチップ作製装置

Info

Publication number
JP2002181837A
JP2002181837A JP2000374833A JP2000374833A JP2002181837A JP 2002181837 A JP2002181837 A JP 2002181837A JP 2000374833 A JP2000374833 A JP 2000374833A JP 2000374833 A JP2000374833 A JP 2000374833A JP 2002181837 A JP2002181837 A JP 2002181837A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
inner hollow
cylindrical body
spot
sample
cylinder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2000374833A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3677207B2 (ja
Inventor
Sunao Nakao
素直 中尾
Katsuya Mizuno
克也 水野
Junji Yoshii
淳治 吉井
Akihiro Asai
昭弘 浅井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Software Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Software Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Software Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Software Engineering Co Ltd
Priority to JP2000374833A priority Critical patent/JP3677207B2/ja
Priority to US10/007,903 priority patent/US20020072068A1/en
Publication of JP2002181837A publication Critical patent/JP2002181837A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3677207B2 publication Critical patent/JP3677207B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/02Burettes; Pipettes
    • B01L3/0241Drop counters; Drop formers
    • B01L3/0244Drop counters; Drop formers using pins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0046Sequential or parallel reactions, e.g. for the synthesis of polypeptides or polynucleotides; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making molecular arrays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00351Means for dispensing and evacuation of reagents
    • B01J2219/00387Applications using probes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00277Apparatus
    • B01J2219/00497Features relating to the solid phase supports
    • B01J2219/00527Sheets
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00585Parallel processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/0059Sequential processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00596Solid-phase processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00605Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00605Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
    • B01J2219/00608DNA chips
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00605Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports
    • B01J2219/00612Making arrays on substantially continuous surfaces the compounds being directly bound or immobilised to solid supports the surface being inorganic
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00583Features relative to the processes being carried out
    • B01J2219/00603Making arrays on substantially continuous surfaces
    • B01J2219/00659Two-dimensional arrays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/0068Means for controlling the apparatus of the process
    • B01J2219/00686Automatic
    • B01J2219/00689Automatic using computers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00274Sequential or parallel reactions; Apparatus and devices for combinatorial chemistry or for making arrays; Chemical library technology
    • B01J2219/00718Type of compounds synthesised
    • B01J2219/0072Organic compounds
    • B01J2219/00722Nucleotides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C40COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40BCOMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B40/00Libraries per se, e.g. arrays, mixtures
    • C40B40/04Libraries containing only organic compounds
    • C40B40/06Libraries containing nucleotides or polynucleotides, or derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C40COMBINATORIAL TECHNOLOGY
    • C40BCOMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
    • C40B60/00Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries
    • C40B60/14Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries for creating libraries
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027General features of the devices
    • G01N2035/1034Transferring microquantities of liquid
    • G01N2035/1037Using surface tension, e.g. pins or wires

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Clinical Laboratory Science (AREA)
  • Automatic Analysis And Handling Materials Therefor (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
  • Devices For Use In Laboratory Experiments (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一なスポットを連続してスポットできるス
ポットピン及びバイオチップ作製装置を提供する。 【解決手段】 筒状の内側中空筒体11と、内側中空筒
体の外面をスライド可能な外側筒体12と、一端が外側
筒体に固定され内側中空筒体内をスライド可能なピスト
ン13と、外側外筒を内側中空筒体の先端方向に移動さ
せる力に抗するように外側筒体内に配置されたバネ14
と、内側中空筒体の先端から所定距離の位置に設けられ
たストッパ15とを備えて、連続スポット可能なスポッ
トピンを構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイオチップの作
製に用いられるスポットピン及びそのスポットピンを組
み込んだバイオチップ作製装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から生化学における遺伝子などの研
究では、複数種類のDNA、RNA、たんぱく質等の生
体高分子からなるプローブをガラスプレートやナイロン
又はニトロセルロースメンブレン等の基板にスポットし
たバイオチップを用いて、ハイブリダイズなどの実験を
行ってきた。図13は、従来のバイオチップ作製法を説
明する図である。図13(a)に示すように、複数種類
のプローブDNA101が入っているマイクロプレート
102とバイオチップ用の基板103としてガラスプレ
ートを用意する。この後、マイクロプレート102に入
っているプローブDNA101をピン105に付着さ
せ、ガラスプレート103の上に、ピン105に付着さ
せたプローブDNA101を接触させてスポットする。
マイクロプレート102に入っている全てのプローブD
NAをスポットし終わるまでこの作業を繰り返し、図1
3(b)に示すようにプレートの表面に多数種類の生体
高分子106が予め決められた配列に従ってスポットさ
れたバイチップ110を製造していた。
【0003】図14は、バイオチップの作製に使用され
ていた従来のスポットピンの説明図である。図は円柱形
をしたスタンピング方式のスポットピン125を示し、
ピン125の先端は平面になっている。プローブDNA
のスポットに当たっては、図14(a)に示すように、
スポットピン125をプローブDNA121の入ったカ
ップ122に挿入してピン先でプローブDNA121を
ピックアップする。次に、図14(b)に示すように、
プローブDNA121の付着したスポットピン125の
ピン先をガラスプレート123などに押しつけてスタン
ピングを行う。こうして、図14(c)に示すようにガ
ラスプレート123上にプローブDNAのスポット12
4を形成する。
【0004】図15は、バイオチップを利用したハイブ
リダイゼーションの原理を説明する図である。図15
(a)に示すように、プローブDNA132がスポット
されているバイオチップ131と、蛍光物質134で標
識したサンプルDNA133を、ともにハイブリダイゼ
ーション溶液135に入れてハイブリダイズさせる。ハ
イブリダイゼーション溶液135は、ホルムアルデヒ
ド、SSC(NaCl, trisodium citrate)、SDS(sod
ium dodecyl sulfate)、EDTA(ethylene diamide
tetraacetic acid)、蒸留水などからなる混合液であ
り、混合比率は使用するDNAの性質により異なる。こ
のとき、サンプルDNA133とバイチップ131上の
プローブDNA132が相補鎖DNAであれば、両者は
二重らせん構造をとり結合する。一方、両者が相補鎖で
なければ結合しない。その後、図15(b)に示すよう
に、ガラスプレート3上に残った蛍光物質134で標識
したサンプルDNA133を水136の中に入れて洗い
流すと、プローブDNA132と結合していないサンプ
ルDNA133は排出される。その後、図15(c)に
示すように、プローブDNAと結合しているサンプルD
NAに標識している蛍光物質134をランプ137から
の光エネルギーで励起させ、蛍光物質が励起して発光す
る光をCCDなどの光センサー138で検出することで
ハイブリダイゼーションの検出を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来のスポットピンで
は複数の基板(ガラスプレート等)に連続してスポット
することは不可能であった。バイオチップ上には数千か
ら数万のスポットを形成する必要があり、1回のスタン
ピング毎にピンをプローブDNA等の生体高分子の入っ
たカップの位置に戻してピン先をカップに浸漬させてプ
ローブを付着させることを繰り返すのではバイオチップ
の作製に多大な時間を要する。また、複数枚の基板に連
続してスポットすることができたとしても、各基板毎の
スポットに含まれる生体高分子の量が異なっていれば、
その後のハイブリダイゼーション及び検出において実験
誤差が生じる。本発明は、このようなバイオチップ作製
の現状に鑑み、均一なスポットを連続してスポットでき
るスポットピン及びバイオチップ作製装置を提供するこ
とを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、連続でスポ
ットするために、シリンジを持ち、サンプル溶液のピッ
クアップを円滑に行うためにシリンジの先にストッパー
を備えるスポットピンを開発した。すなわち、本発明に
よるスポットピンは、筒状の内側中空筒体と、内側中空
筒体の外面をスライド可能な外側筒体と、一端が外側筒
体に固定され内側中空筒体内をスライド可能なピストン
と、外側外筒を内側中空筒体の先端方向に移動させる力
に抗するように外側筒体内に配置されたバネと、内側中
空筒体の先端から所定距離の位置に設けられたストッパ
とを備えることを特徴とする。
【0007】本発明によるスポットピンは、また、筒状
の内側中空筒体と、内側中空筒体の外面をスライド可能
な有底の外側筒体と、外側外筒を内側中空筒体の先端方
向に移動させる力に抗するように外側筒体内に配置され
たバネと、内側中空筒体の先端から所定距離の位置に設
けられたストッパとを備えることを特徴とする。本発明
によるスポットピンは、また、筒状の内側中空筒体と、
内側中空筒体の外面をスライド可能な有底の外側筒体
と、内側中空筒体の先端から所定距離の位置に設けられ
たストッパとを備えることを特徴とする。
【0008】本発明によるスポットピンは、また、筒状
の内側中空筒体と、内側中空筒体の外面をスライド可能
な外側筒体と、一端が前記外側筒体に固定され内側中空
筒体内をスライド可能なピストンと、内側中空筒体の先
端から所定距離の位置に設けられたストッパとを備える
ことを特徴とする。内側中空筒体は先端に切欠きを有す
るのが好ましい。この切欠きは、内側中空筒体の軸対称
位置に複数個設けるのが好ましい。
【0009】本発明によるバイオチップ作製装置は、基
板上の所定位置に複数種類の生体高分子をスポットする
バイオチップ作製装置において、バイオチップ作製用の
基板を複数並べて載置する基板載置台と、スポットすべ
き複数種類の生体高分子の入ったマイクロプレートを載
置するマイクロプレート載置台と、前述のスポットピン
を装着し当該スポットピンの先端位置をXYZ方向に駆
動可能なXYZ駆動装置とを備えることを特徴とする。
本発明のスポットピンを備えたバイオチップ作製装置に
よると、内側中空筒体の内部に吸引保持した生体高分子
を複数枚のバイオチップ作製用基板上に一定量ずつ連続
して正確にスポットすることが可能となり、大量のバイ
オチップを短時間に作製することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1は、本発明によるスポットピ
ンの一例を示す断面模式図である。この例のスポットピ
ン10はシリンジ構造を有し、円筒状の内側中空筒体1
1、内側中空筒体11の外面をスライド可能な外側筒体
12、一端が外側筒体12の底部に固定され内側中空筒
体11の内径とほぼ等しい外径を有していて内側中空筒
体11の中空部に嵌合してスライドするピストン13を
備える。外側筒体12とピストン13の間の隙間には、
一端が外側筒体12の底部に、他端が内側中空筒体11
の端部に固定されたコイルバネ14が挿入されている。
また、内側中空筒体11は、その先端から所定距離の所
に鍔状のストッパ15を備える。
【0011】外側筒体12を内側中空筒体11の外面に
沿ってストッパ15の方向にスライドさせるとき、ピス
トン13は内側中空筒体11の内面に密着してスライド
する。このときバネ14は、外側筒体12の底部と内側
中空筒体11の端部との間で圧縮される。外側筒体12
をストッパ15に向かって押し込む力を開放すると、バ
ネ14の作用によって外部筒体12及び内部のピストン
13は元の位置に戻る。
【0012】図2は、内側中空筒体11の先端部の形状
例を示す部分図である。内側中空筒体11の先端部に
は、複数個の切欠き16〜19が設けられ、スポット
時、先端部が平面に当たって内側中空筒体11が閉塞さ
れても、中空筒体11の内部と外部はこの切欠き16〜
18によって連通するようになっている。従って、中空
筒体11の内部に保持された液体(サンプル)は、後述
するように中空筒体11の先端がスライドガラス等に押
しつけられ内部に圧力がかかったとき、切欠き16〜1
8を通って外部に漏れ出ることができる。切欠きは、そ
の形状や数に特に制限はないが、ピンを平面上に押しつ
けたときに筒内の液(サンプル)が多方向に均一に広が
ることが期待されるため、中空筒体11の中心軸に対し
て軸対称な位置に複数個設けるのが好ましい。
【0013】図3は、図1に示したスポットピンによっ
てサンプルカップに入っている生体高分子(以下、サン
プルという)をピックアップする様子を示す説明図であ
る。スポットピン10の内側中空筒体11の先端からス
トッパ15までの距離Aは、サンプルカップ21の深さ
Bより短くなっており(B>A)、スポットピン10を
サンプルカップ21に押し込んだときスポットピン10
の内側中空筒体11の先端がサンプルカップ21の底面
に接触しないような構造になっている。
【0014】図3(a)は、スポットピン10がサンプ
ルカップ21の真上に位置づけされた状態を示してい
る。サンプルカップ21には液体サンプル22が入って
いる。次に、図3(b)のように、ストッパ15がサン
プルカップ21に接触するまでスポットピン10の先
(内側中空筒体11)をサンプルカップ21に押し込
む。このとき、内側中空筒体11の内部は空気23で満
たされている。更に、図3(c)に示すように外側筒体
12を下方に押下し、ピストン13を内側中空筒体11
内に押し込んで内側中空筒体11内の空気を抜く。次
に、図3(d)に示すように、外側筒体12を引き上げ
る。すると、バネ14の作用により内側中空筒体11は
サンプルカップ21に接触して静止した状態でピストン
13が内側中空筒体11内を上昇し、サンプル22を内
側中空筒体11内に吸引する。サンプル22とピストン
13の間には空気層23が存在する。
【0015】図4は、ピストンの長さを長くしたスポッ
トピン10′と、そのスポットピン10′によるサンプ
ル吸引の様子を示す図である。図4(a)〜(d)は、
それぞれ図3(a)〜(d)に対応する状態図である。
図4に示したスポットピン10′は、図3に示したスポ
ットピン10より長いピストン13′を備えている。そ
のため、図3(c)に相当する図4(c)の状態で、内
側中空筒体11内の空気が全て排出される。従って、図
4(d)に示すように外側筒体12を引き上げたとき、
内側中空筒体11内に吸引されたサンプル22とピスト
ン13′の間には空気層23が存在せず、サンプル22
は直接ピストン13′と接触している。
【0016】なお、ピストンは必ずしも必要ではない。
すなわち、内側中空筒体11の外面と外側筒体12の内
面との間の気密性が十分に良ければ、特にピストンを設
けなくとも、内側中空筒体11に対して外側筒体12を
押し込んだり、戻したりするだけで、内側中空筒体11
の内部にサンプルを吸引したり吐出したりすることが可
能である。
【0017】図5は、本発明によるスポットピンの更に
別の例を説明する概略断面図である。ここにはバネを用
いないスポットピンを示す。図5(a) に示すスポッ
トピンは、図1に示したスポットピンからバネ14を取
り除いたものに相当する。また、図5(b)に示したス
ポットピンは、更にピストン13を取り除いたものに相
当する。図3(c),(d)にて説明したように、バネ
14は、内側中空筒体11に対して外側中空筒体12を
相対的に変異させて、内側中空筒体11内部にサンプル
を吸引するときに必要とされる。しかし、内側中空筒体
11とストッパ15を合わせた重量が十分あれば、バネ
がなくても図3(c)から図3(d)の状態に移行する
ことができ、内側中空筒体11内部にサンプルを吸引す
ることが可能である。
【0018】図6は、スポットピン10の内側中空筒体
11内部に吸引したサンプル22をバイオチップ作製用
の基板、例えばスライドガラス30にスポットする様子
を表す模式図である。図6(a)に示すスポットピン1
0の先端(内側中空筒体11の先端)がスライドガラス
30の表面に接触した状態から、図6(b)に示すよう
に、外側筒体12を下方に長さCだけ押し込む。このと
きピストン13も内側中空筒体11内に長さCだけ押し
込まれる。そして、内側中空筒体11内に保持されてい
るサンプル22は上部の空気層23に押されて(図4に
示したスポットピン10′の場合は、サンプル22に接
触しているピストン13によって押されて)スポットピ
ン10の先端(内側中空筒体11の先端)に設けられた
切欠き16〜19から流出し、スライドガラス30上に
サンプルのスポット31を形成する。2番目のスポット
を形成するときは外側筒体12の押し込み長さを2×C
にし、n番目のスポットを形成するときは外側筒体12
の押し込み長さをn×Cにする。このようにして、スポ
ットピン10の内側中空筒体11に吸引したサンプル2
2をスライドガラス30に連続して複数回スポットする
ことができる。スポットは各スライドガラスに1個ずつ
形成することもできるし、各スライドガラスに複数個ず
つのスポットを形成することもできる。
【0019】スライドガラスに1回の操作でスポットさ
れるサンプル量はごく微量である。また、通常、スライ
ドガラス30上には接着性のある物質が塗布されてお
り、スポットピンの先端を中心としてスライドガラスの
表面に円形状に広がったサンプルはその接着性の物質に
よって均一に固定される。従って、本発明のスポットピ
ンを用いると、サンプルをスポットし終わってスポット
ピン10をスライドガラス30から離すとき、スライド
ガラス30表面に対して吸引力が作用するが、それによ
ってスポットし終わったサンプルがスポットピン10に
吸引されて戻ることはない。
【0020】図7は、本発明のスポットピンを用いたバ
イオチップ作製装置の概略図である。このバイオチップ
作製装置は複数のバイオチップ用の基板64a,64
b,64c,…,64nを載置する基板載置台67、複
数のサンプルの入ったマイクロプレート61を載置する
マイクロプレート載置台68、スポットピンを洗浄する
洗浄槽69、スポットピン10を装着してそのスポット
ピン10の先端位置をXYZ方向に駆動可能なXYZ駆
動装置63、XYZ駆動装置63を駆動する駆動コント
ローラ65、駆動コントローラ65を制御するコンピュ
ータ66を備えている。スポットピン10は、外側筒体
12がXYZ駆動装置63のZ駆動部に固定されて取り
付けられている。
【0021】図8は、XYZ駆動装置63のZ駆動部7
1の一例の説明図である。図の例では、3本のスポット
ピン10a,10b,10cがピンヘッド72の下面に
設けられた挿入穴に挿入されて固定されている。ピンヘ
ッド72は、駆動コントローラ65の制御下に、Z駆動
部71によって矢印で示すZ方向に精密に駆動される。
ここではピンヘッド72をXY方向に駆動するXYレー
ルと、Z方向に移動させるZ駆動部72からなるXYZ
駆動装置63を示したが、3次元位置制御可能なロボッ
トアームによってXYZ駆動装置63を構成してもよ
い。
【0022】マイクロプレート61には、多数種類の生
体高分子、例えば既知の塩基配列を有するサンプル62
a,62b,62c,…が各々既知の位置に載置されて
いる。また、コンピュータ66には、マイクロプレート
61上に載置されているサンプルの位置情報、洗浄槽6
9の位置情報、基板64a,64b,64c,…,64
n上のサンプルをスポットすべき位置情報等がセットさ
れ、XYZ駆動装置63によるサンプルのスポット手順
がプログラミングされている。
【0023】サンプルのスポッティングに当たり、コン
ピュータ66によって制御される駆動コントローラ65
の制御下に、XYZ駆動装置63によってスポットピン
10をマイクロプレート61のサンプル62aの上方に
移動し、その位置のサンプル62aをスポットピン10
に所定量吸引する。その後、XYZ駆動装置63のXY
駆動機構によってスポットピン10を基板64a上の所
定の位置に移動する。次に、XYZ駆動装置63のZ駆
動機構によってスポットピン10を基板64aの方に降
下させ、基板64aの表面にピン先を接触させたのち、
図6にて説明したようにスポットピン10の外側筒体1
2を長さCだけZ方向に押し込んで基板64a上の所定
位置にサンプル62aをスポットする。スポットし終わ
ると、XYZ駆動装置63のZ駆動機構によってスポッ
トピン10を引き上げ、XY駆動機構によってスポット
ピン10を隣に位置する基板64b上の所定の位置に移
動する。そして、スポットピン10の外側筒体12を長
さ2×CだけZ方向に押し込んで基板64b上の所定位
置にサンプル62aをスポットする。この動作を反復し
て基板64a,64b,64c,…,64nにサンプル
62aを連続してスポットする。その後、マイクロプレ
ート61上の別のサンプル62bをスポットピン10に
所定量吸引し、同様の動作によってそれを基板64a,
64b,64c,…,64n上の所定位置に連続してス
ポットする。この動作をマイクロプレート61上の全て
のサンプルに対して反復することにより、多数のバイオ
チップが作製される。
【0024】XYZ駆動装置63によるX軸、Y軸、Z
軸方向の移動は、例えばステッピングモータによって行
われ、ステッピングモータに付設されたエンコーダから
の出力が駆動コントローラ65に入力されている。スポ
ットピン10のXYZ位置の制御は、駆動コントローラ
65が、コンピュータ66から指定された3次元座標値
と現在のスポットピン10の3次元座標位置を比較し、
両者の差0になるようにステッピングモータで駆動する
ことによって行う。
【0025】図9及び図10を参照して、XYZ駆動装
置63によるスポットピン10のX軸、Y軸、Z軸方向
の駆動制御の例について説明する。図9は、マイクロプ
レート載置台68上に載置されたマイクロプレート6
1、洗浄槽69、基板載置台67上に載置されたバイオ
チップ用の基板64a,64b,64c,…,64nを
略示するXY平面図、図10はそのYZ側面図である。
【0026】図9に示すXY座標において、座標(14
0,170)が、サンプル62aが入っているカップの
位置であり、座標(70,150)がスポットピン10
の洗浄を行う洗浄槽69の位置であり、洗浄槽69には
スポットピン10を洗浄するための洗浄液が入ってい
る。図にはスポットを行うためのスライドガラスを12
枚並べてあるが、特に枚数は12枚に限られる訳ではな
い。バイオチップ作製装置は例えば、サンプル62aを
吸引した後、1枚目のスライドガラス64aの座標(5
0,110)の位置にスポットを行い、次に座標(5
0,100)の位置に2番目のスポットを行う。
【0027】このときのスポットピン10の先端のZ軸
座標を、図10に黒丸で誇張して示す。1番目のスポッ
トを形成するときには、スポットピン10の先端のZ軸
座標を−Cにしてスポットを行う。このときスポットピ
ン10の内側中空筒体11は距離にしてCだけ押し込ま
れることになり、スポットピン10の内側中空筒体11
の先端面積をSとすると、S×Cの容量分のサンプルを
スポットすることが可能になる。また、2番目のスポッ
トを形成するときにはスポットピン10の先端のZ軸座
標を−2×Cにしてスポットを行うことにより、1番目
のスポットと同容量のサンプルをスポットすることが可
能になる。
【0028】図11は、バイオチップ用の基板に対する
サンプルのスポットを基板に接触することなく行う方法
の説明図である。図示の例では、XYZ駆動装置のZ駆
動部71に固定されたストッパ当接枠75を取り付け
る。ストッパ当接枠75によって、ピンヘッド72の下
方のスポットピン10a〜10cに対応する位置にスト
ッパより若干小さな穴76a〜76cが設けられた板部
材が設定される。
【0029】サンプルを吸引した後、バイオチップ用の
基板の上方に移動し、Z駆動部71によりピンヘッド7
2を下方に移動すると、スポットピン10a〜10cの
先端が穴76a〜76cを通り、次にピンの先端部に固
定されているストッパがストッパ当接枠75の穴76a
〜76cの縁に接触しスポットピン10a〜10cの内
側中空筒体の運動が止まる。その状態でZ駆動部71に
よりピンヘッド72を更に下方に所定距離移動すると、
その移動距離に相当する量のサンプルがスポットピン1
0a〜10cの先端から射出され、下方に位置するバイ
オチップ用の基板にスポットが形成される。こうして、
直接基板上に触れずにスポットを形成することが可能と
なる。
【0030】本発明のスポットピンは、スライドガラス
へのサンプルのスポットのためだけではなく、同じ専用
のサンプルカップのあるプレートにサンプルを分注する
ためにも使用できる。図12は、本発明のスポットピン
を用いたサンプル分注の様子を示す概略図である。図1
2は図9に対応するXY平面図である。このとき、バイ
オチップ載置台67にはバイオチップ用の基板の代わり
に複数の空のマイクロプレート61a,61bを載置す
ることになる。
【0031】たとえば、座標(70,150)の洗浄槽
69にてスポットピン10の洗浄を行い、マイクロプレ
ート61上の座標(140,170)にてサンプルの注
入を行う。このとき、ピンヘッドをZ軸方向下方に駆動
し、スポットピンのストッパ15をマイクロプレート6
1のカップの縁に押し当ててサンプルをピックアップす
る過程は同じである。その後、スポットピンを座標(1
40,80)に移動して、Z軸駆動しサンプルの分注を
行う。このとき、スポットピン10に固定されているス
トッパ15がマイクロプレート61aのカップの縁に当
たってスポットピンのピン先が所定位置で停止し、その
後は外側筒体12のZ軸方向移動距離に応じてスポット
ピン10内のサンプルが押し出される。
【0032】
【発明の効果】本発明によると、連続でスタンピングが
可能になることより、バイオチップの作製時間を短縮す
ることができる。また、複数のバイオチップに同量のサ
ンプルをスポットすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるスポットピンの一例を示す断面模
式図。
【図2】内側中空筒体の先端部の形状例を示す部分図。
【図3】スポットピンによるサンプルのピックアップを
説明する図。
【図4】スポットピンによるサンプルのピックアップを
説明する図。
【図5】本発明によるスポットピンの更に別の例を説明
する概略断面図。
【図6】サンプルのスポットを説明する図。
【図7】本発明によるバイオチップ作製装置の概略図。
【図8】XYZ駆動装置のZ駆動部の一例の説明図。
【図9】バイオチップ作製装置のステージのXY座標系
を示す図。
【図10】バイオチップ作製装置のステージのYZ座標
系を示す図。
【図11】バイオチップ用の基板に対するサンプルのス
ポットを基板に接触することなく行う方法の説明図。
【図12】分注用のステージのXY座標系を示す図。
【図13】従来のバイオチップ作製法を説明する図。
【図14】従来のスポットピンの説明図。
【図15】バイチップを利用したハイブリダイゼーショ
ンの原理を説明する図。
【符号の説明】
10,10a〜10c…スポットピン、11…円筒状の
内側中空筒体、12…外側筒体、13…ピストン、14
…コイルバネ、15…ストッパ、16〜19…切欠き、
21…サンプルカップ、22…サンプル、23…空気
層、30…スライドガラス、31…サンプルのスポッ
ト、61…マイクロプレート、62a〜62c…サンプ
ル、63…XYZ駆動装置、64a〜64c,64n…
基板、65…駆動コントローラ、66…コンピュータ、
67…基板載置台、68…マイクロプレート載置台、6
9…洗浄槽、71…Z駆動部、72…ピンヘッド、75
…ストッパ当接枠、76a〜76c…穴、101…プロ
ーブDNA、102…マイクロプレート、103…バイ
オチップ用の基板、105…ピン、106…生体高分
子、110…バイチップ、121…プローブDNA、1
22…カップ、123…ガラスプレート、124…プロ
ーブDNAのスポット、125…スタンピング方式のス
ポットピン、131…バイチップ、132…プローブD
NA、133…サンプルDNA、134…蛍光物質、1
35…ハイブリダイゼーション溶液、136…水、13
7…ランプ、138…光センサー
───────────────────────────────────────────────────── 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) // C12M 1/00 G01N 35/06 A C12N 15/09 C12N 15/00 F (72)発明者 水野 克也 神奈川県横浜市中区尾上町6丁目81番地 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 吉井 淳治 神奈川県横浜市中区尾上町6丁目81番地 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会 社内 (72)発明者 浅井 昭弘 神奈川県横浜市中区尾上町6丁目81番地 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会 社内 Fターム(参考) 2G058 AA09 CC00 EA02 EA11 EB01 ED02 ED11 ED12 ED16 GE03 4B024 AA19 CA01 CA11 HA12 4B029 AA23 BB20 CC03 CC08 4G057 AB17 AB34

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒状の内側中空筒体と、前記内側中空筒
    体の外面をスライド可能な外側筒体と、一端が前記外側
    筒体に固定され前記内側中空筒体内をスライド可能なピ
    ストンと、前記外側外筒を前記内側中空筒体の先端方向
    に移動させる力に抗するように前記外側筒体内に配置さ
    れたバネと、前記内側中空筒体の先端から所定距離の位
    置に設けられたストッパとを備えることを特徴とするス
    ポットピン。
  2. 【請求項2】 筒状の内側中空筒体と、前記内側中空筒
    体の外面をスライド可能な有底の外側筒体と、前記外側
    外筒を前記内側中空筒体の先端方向に移動させる力に抗
    するように前記外側筒体内に配置されたバネと、前記内
    側中空筒体の先端から所定距離の位置に設けられたスト
    ッパとを備えることを特徴とするスポットピン。
  3. 【請求項3】 筒状の内側中空筒体と、前記内側中空筒
    体の外面をスライド可能な有底の外側筒体と、前記内側
    中空筒体の先端から所定距離の位置に設けられたストッ
    パとを備えることを特徴とするスポットピン。
  4. 【請求項4】 筒状の内側中空筒体と、前記内側中空筒
    体の外面をスライド可能な外側筒体と、一端が前記外側
    筒体に固定され前記内側中空筒体内をスライド可能なピ
    ストンと、前記内側中空筒体の先端から所定距離の位置
    に設けられたストッパとを備えることを特徴とするスポ
    ットピン。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項記載のスポ
    ットピンにおいて、前記内側中空筒体は先端に切欠きを
    有することを特徴とするスポットピン。
  6. 【請求項6】 基板上の所定位置に複数種類の生体高分
    子をスポットするバイオチップ作製装置において、 バイオチップ作製用の基板を複数並べて載置する基板載
    置台と、スポットすべき複数種類の生体高分子の入った
    マイクロプレートを載置するマイクロプレート載置台
    と、請求項1〜5のいずれか1項記載のスポットピンを
    装着し当該スポットピンの先端位置をXYZ方向に駆動
    可能なXYZ駆動装置とを備えることを特徴とするバイ
    オチップ作製装置。
JP2000374833A 2000-12-08 2000-12-08 スポットピン及びバイオチップ作製装置 Expired - Fee Related JP3677207B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000374833A JP3677207B2 (ja) 2000-12-08 2000-12-08 スポットピン及びバイオチップ作製装置
US10/007,903 US20020072068A1 (en) 2000-12-08 2001-12-06 Spotting pin and device for fabricating biochips

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000374833A JP3677207B2 (ja) 2000-12-08 2000-12-08 スポットピン及びバイオチップ作製装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002181837A true JP2002181837A (ja) 2002-06-26
JP3677207B2 JP3677207B2 (ja) 2005-07-27

Family

ID=18843949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000374833A Expired - Fee Related JP3677207B2 (ja) 2000-12-08 2000-12-08 スポットピン及びバイオチップ作製装置

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20020072068A1 (ja)
JP (1) JP3677207B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004325398A (ja) * 2003-04-28 2004-11-18 Hitachi Software Eng Co Ltd 連続吸入用ニードル及び連続吸入装置
WO2005001476A1 (ja) * 2003-06-27 2005-01-06 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha アレイの作製方法
JP2005017153A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Toyobo Co Ltd 金属基板チップに分子を固定化したアレイの作製方法
JP2005017155A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Toyobo Co Ltd 金属基板上のアレイの作製方法
JP2005534493A (ja) * 2002-08-07 2005-11-17 パーキンエルマー エルエーエス インコーポレーテッド 投与装置
JP2009533650A (ja) * 2005-12-21 2009-09-17 メソ スケール テクノロジーズ エルエルシー アッセイ装置、方法および試薬

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004037422A1 (en) * 2002-10-28 2004-05-06 Apibio Sas Device for dispensing chemical species on surfaces
US20050238542A1 (en) * 2004-04-22 2005-10-27 Applera Corporation Pins for spotting nucleic acids
US20240042760A1 (en) * 2022-08-02 2024-02-08 Analog Devices, Inc. Contact pin printhead for microarray spot printing

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005534493A (ja) * 2002-08-07 2005-11-17 パーキンエルマー エルエーエス インコーポレーテッド 投与装置
JP4905910B2 (ja) * 2002-08-07 2012-03-28 パーキンエルマー・ヘルス・サイエンシズ・インコーポレーテッド 投与装置
JP2011149948A (ja) * 2002-08-07 2011-08-04 Perkinelmer Health Sciences Inc 投与装置
JP2004325398A (ja) * 2003-04-28 2004-11-18 Hitachi Software Eng Co Ltd 連続吸入用ニードル及び連続吸入装置
JP2005017155A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Toyobo Co Ltd 金属基板上のアレイの作製方法
JP2005017153A (ja) * 2003-06-27 2005-01-20 Toyobo Co Ltd 金属基板チップに分子を固定化したアレイの作製方法
WO2005001476A1 (ja) * 2003-06-27 2005-01-06 Toyo Boseki Kabushiki Kaisha アレイの作製方法
JP2009533650A (ja) * 2005-12-21 2009-09-17 メソ スケール テクノロジーズ エルエルシー アッセイ装置、方法および試薬
JP2012230122A (ja) * 2005-12-21 2012-11-22 Meso Scale Technologies Llc アッセイ装置、方法および試薬
US10302649B2 (en) 2005-12-21 2019-05-28 Meso Scale Technologies, Llc Assay apparatuses, methods and reagents
US10794914B2 (en) 2005-12-21 2020-10-06 Meso Scale Technologies, Llc Assay apparatuses, methods and reagents
US11300571B2 (en) 2005-12-21 2022-04-12 Meso Scale Technologies, Llc. Assay apparatuses, methods and reagents
US11892455B2 (en) 2005-12-21 2024-02-06 Meso Scale Technologies, Llc. Assay apparatuses, methods and reagents

Also Published As

Publication number Publication date
JP3677207B2 (ja) 2005-07-27
US20020072068A1 (en) 2002-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6722395B2 (en) Depositing fluid specimens on substrates, resulting ordered arrays, techniques for analysis of deposited arrays
US9415369B2 (en) Method and system for the analysis of high density cells samples
US6428752B1 (en) Cleaning deposit devices that form microarrays and the like
US6579367B2 (en) Apparatus and method for spotting a substrate
US7820112B2 (en) Method and apparatus for manufacturing beads array chip
US20090239769A1 (en) Expression Miniarrays and Uses Thereof
EP2064557B1 (en) A dispenser device for and a method of dispensing a substance onto a substrate
US6399396B1 (en) Compressed loading apparatus and method for liquid transfer
CA2318242A1 (en) Depositing fluid specimens on substrates, resulting ordered arrays, techniques for analysis of deposited arrays
JP2002509274A5 (ja)
JP2002181837A (ja) スポットピン及びバイオチップ作製装置
US7253006B2 (en) Device and method for manufacturing bead array, and method for detecting target substance
EP1402953A1 (en) Method for producing a microarray
JP5101587B2 (ja) 基体上での複数成分間の反応によりターゲット物質を検出するために基体表面に液状反応成分を配置する方法および装置、並びにこの方法に使用するための物品
JP2002104595A (ja) 液体吐出方法および装置、並びにマイクロアレイ製造方法および装置

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20040922

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041019

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20041217

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20050426

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20050506

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080513

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080513

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080513

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110513

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140513

Year of fee payment: 9

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees