JP2002267666A - Method and apparatus for manufacturing test chip - Google Patents

Method and apparatus for manufacturing test chip

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JP2002267666A
JP2002267666A JP2001063242A JP2001063242A JP2002267666A JP 2002267666 A JP2002267666 A JP 2002267666A JP 2001063242 A JP2001063242 A JP 2001063242A JP 2001063242 A JP2001063242 A JP 2001063242A JP 2002267666 A JP2002267666 A JP 2002267666A
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JP
Japan
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specific binding
substrate
binding substance
carrier liquid
test chip
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001063242A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Akifumi Kato
彰史 嘉藤
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.)
Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film 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 Fuji Photo Film Co Ltd filed Critical Fuji Photo Film Co Ltd
Priority to JP2001063242A priority Critical patent/JP2002267666A/en
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  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and an apparatus for manufacturing a test chip, wherein cDNA spots to be arranged on the test chip are arranged with satisfactory accuracy in a matrix shape. SOLUTION: A cDNA-containing solution 32 as a droplet is sent out into a carrier solution 22 sent into a nozzle 12. Fig. (a) shows the coating start state of the carrier solution 22, the nozzle 12 is lowered, and the droplet of the carrier solution 22 is increased gradually at the lower end. Fig. (b) shows a state that the nozzle 12 is stopped in a contact position, the carrier solution 22 is increased, and it comes into contact with the surface of a substrate 20 so as to be set to a state in Fig. (c). Fig. (d) shows a state that the nozzle 12 is raised so as to cut the solution and that the nozzle is moved to the plane direction of the substrate 20. The carrier solution 22 on the substrate 20 is volatilized, spots 50 of the cDNA-containing solution are formed, and a next coating start state is set as shown in Fig. (e). When the operations in Figs. (a) to (e) are repeated, the test chip in which the spots 50 are arranged in the matrix shape on the substrate 20 is obtained.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、生物学的解析に用
いられる試験チップの製造方法及び装置に関するもので
ある。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for producing a test chip used for biological analysis.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、遺伝子工学分野における技術が急
速に発展し、10万個にも及ぶと考えられているヒトゲ
ノムの塩基配列を解読することを1つの目的とするヒト
ゲノムプロジェクトが展開されている。これらプロジェ
クトには生物学的解析が利用されている。生物学的解析
には、例えば抗原抗体反応の高い特異性を利用した抗原
または抗体を利用する免疫学的測定法や、いわゆるハイ
ブリダイゼーションを利用する遺伝子解析、遺伝子診
断、ビオチン−アビジン法などの特異的結合を利用する
解析などがある。
2. Description of the Related Art In recent years, the technology in the field of genetic engineering has been rapidly developed, and the human genome project has been developed with one object of decoding the base sequence of the human genome, which is thought to reach 100,000. . Biological analysis is used for these projects. Biological analysis includes, for example, immunoassay using an antigen or antibody utilizing high specificity of antigen-antibody reaction, gene analysis using so-called hybridization, genetic diagnosis, biotin-avidin method, etc. There is an analysis that uses a dynamic combination.

【0003】一方、抗原抗体反応を利用する酵素免疫測
定法や蛍光抗体法等が診断や研究のために利用され、ま
た各種遺伝子疾患に影響を与えているDNAを探索する
研究も進んでおり、その1つの方法としてマイクロアレ
イ技術が注目されている。
On the other hand, enzyme immunoassays and fluorescent antibody methods utilizing antigen-antibody reactions have been used for diagnosis and research, and research has been advanced to search for DNAs affecting various genetic diseases. Microarray technology has attracted attention as one of the methods.

【0004】マイクロアレイ技術は、既に解読されてい
る互いに異なる既知の多数のcDNAがメンブレンフィ
ルタやスライドガラス上にマトリックス状に高密度(数
100μm以下の間隔)に予め塗布されたマイクロアレ
イチップ(試験チップと称する、また、DNAチップと
称する場合もある)を用いる技術である。cDNAと
は、メッセンジャーDNA(mDNA)に相補的なDN
A鎖をいう。また、試験チップには生物由来物質、例え
ば抗体、抗原、基質、DNA、mDNAなどを検体とす
るものが知られている。
[0004] The microarray technology uses a microarray chip (a test chip and a test chip) in which a large number of different known cDNAs which have already been decoded are coated in advance in a matrix form on a membrane filter or a slide glass at a high density (interval of several 100 μm or less). And sometimes referred to as a DNA chip). cDNA is a DNA complementary to messenger DNA (mDNA).
Refers to A chain. Further, a test chip is known which uses a biological substance, for example, an antibody, an antigen, a substrate, DNA, mDNA or the like as a specimen.

【0005】例えば、蛍光色素aで標識された健常者A
の細胞から取り出したDNA(生物体由来物質の一例)
および蛍光色素bで標識された遺伝子疾患を有する検体
Bの細胞から取り出したDNAを、ピペット等でこのマ
イクロアレイチップに滴下した各検体のDNAと、マイ
クロアレイチップ上のcDNAとをハイブリダイズさせ
た後に、このマイクロアレイチップ上の各cDNAに各
蛍光色素a,bを各別に励起する励起光を走査して、各
cDNAの各蛍光を光検出器で検出する。マイクロアレ
イチップ上における蛍光の発光位置に対応付けられた検
出結果により、各検体のDNAがいずれのcDNAとハ
イブリダイズされているかが求められ、両検体間でハイ
ブリダイズされたcDNAを比較することにより、上記
疾病により発現したDNAまたは欠損したDNAが特定
される。なお、ハイブリダイズ、ハイブリダイゼーショ
ンとは、DNA断片間で相補的塩基配列部分の2本鎖形
成を意味すると共に、広く特異的結合までも含む意味で
用いる。
For example, a healthy person A labeled with a fluorescent dye a
DNA taken from a cell (an example of an organism-derived substance)
DNA obtained from the cells of the specimen B having the genetic disease labeled with the fluorescent dye b, the DNA of each specimen dropped on this microarray chip with a pipette or the like, and after the cDNA on the microarray chip is hybridized, Each cDNA on the microarray chip is scanned with excitation light for separately exciting each of the fluorescent dyes a and b, and each fluorescence of each cDNA is detected by a photodetector. Based on the detection result associated with the fluorescence emission position on the microarray chip, the DNA of each sample is determined as to which cDNA has been hybridized, and by comparing the cDNA hybridized between both samples, DNA expressed or deficient in the above disease is specified. Here, the terms “hybridization” and “hybridization” mean the formation of a double strand of a complementary base sequence between DNA fragments, and also broadly include specific binding.

【0006】ところで上記マイクロアレイチップは、上
述したように極めて多数のcDNAがスライドガラス等
の基板上に塗布されたものであるが、その製造方法は、
予め準備されている多数のcDNAに1つの針状の塗布
チップを浸し、塗布チップの先端に付着したcDNAを
スライドガラス上の所定の位置に点状に塗布し、その
後、塗布チップを洗浄、乾燥させて、次の異なる種類の
cDNAに浸してスライドガラス上の他の所定位置に塗
布する、いわゆるスポッティングという操作を繰り返す
ことにより行なうものである。
[0006] By the way, the microarray chip has a very large number of cDNAs coated on a substrate such as a slide glass as described above.
One needle-shaped coating tip is immersed in a large number of cDNAs prepared in advance, and the cDNA attached to the tip of the coating tip is applied to a predetermined position on a slide glass in a dotted manner, and then the coating tip is washed and dried. Then, the so-called spotting is performed by repeating the operation of dipping in the next different kind of cDNA and applying it to another predetermined position on the slide glass.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしならが、スライ
ドガラス等に塗布すべき特異的結合物質であるcDNA
の種類は数万種類に及ぶこともあり、1つのマクロアレ
イチップを製造するのに多大の時間を要している。この
ため、上記マクロチップの価格は非常に高価であり、上
述したDNAの発現研究を促進するうえで、また免疫学
的解析を利用したスクリーニングへの応用に際して障害
となっている。
However, a cDNA which is a specific binding substance to be coated on a slide glass or the like
Can be tens of thousands, and it takes a lot of time to manufacture one macro array chip. For this reason, the price of the macrochip is extremely high, which hinders the promotion of the above-described DNA expression research and the application to screening using immunological analysis.

【0008】本発明は上記事情を鑑みてなされたもので
あって、DNA解析や免疫学的解析等の生物学的解析に
際して用いられる試験チップの製造方法及び装置を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a method and an apparatus for producing a test chip used for biological analysis such as DNA analysis and immunological analysis.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の試験チップの製
造方法は、流通しているキャリア液に特異的結合物質を
含有する液を間欠的に液滴として送り込み、このキャリ
ア液をノズルから基板上に送り出して、この基板上に前
記特異的結合物質を含むキャリア液を配列するときに、
前記ノズル先端と基板との間隔を小さくして基板に特異
的結合物質液滴を含むキャリア液を接触させた後に、前
記ノズル先端と基板との間隔を広げて特異的結合物質液
滴を含むキャリア液をノズル先端から基板へ移すことが
好ましい。また、前記基板上に特異的結合物質を含むキ
ャリア液を配列するときに、特異的結合物質の液滴を含
むキャリア液に静電場を作用させることがより好まし
い。
According to a method of manufacturing a test chip of the present invention, a liquid containing a specific binding substance is intermittently sent as droplets to a flowing carrier liquid, and the carrier liquid is supplied from a nozzle to a substrate. When arranged on the substrate, the carrier liquid containing the specific binding substance is arranged on the substrate.
After the carrier liquid containing a specific binding substance droplet is brought into contact with the substrate by reducing the distance between the nozzle tip and the substrate, the carrier containing the specific binding substance droplet is increased by increasing the distance between the nozzle tip and the substrate. Preferably, the liquid is transferred from the nozzle tip to the substrate. Further, when arranging the carrier liquid containing the specific binding substance on the substrate, it is more preferable to apply an electrostatic field to the carrier liquid containing the droplet of the specific binding substance.

【0010】また、本発明の試験チップの製造方法は、
流通しているキャリア液に特異的結合物質を含有する液
を間欠的に液滴として送り込み、このキャリア液をノズ
ルから基板上に送り出して、この基板上に前記特異的結
合物質を含むキャリア液を配列するときに、特異的結合
物質の液滴を含むキャリア液に静電場を作用させること
が好ましい。
[0010] The method of manufacturing a test chip according to the present invention comprises:
The liquid containing the specific binding substance is intermittently sent as droplets to the flowing carrier liquid, the carrier liquid is sent out from the nozzle onto the substrate, and the carrier liquid containing the specific binding substance is put on the substrate. When arranging, it is preferable to apply an electrostatic field to the carrier liquid containing the droplet of the specific binding substance.

【0011】前記キャリア液が有機溶剤であり、前記特
異的結合物質を含有する液の溶媒は水であることが好ま
しい。また、前記有機溶剤が、アルカン類,ケトン類,
エステル類のうち少なくとも1つから構成されているこ
とが好ましい。さらに、前記特異的結合物質が、cDN
Aの機能を有する物質のいずれかであることが好まし
い。前記cDNAの機能を有する物質が、異なる種類の
複数のcDNAの機能を有する物質であることが好まし
い。
Preferably, the carrier liquid is an organic solvent, and the solvent of the liquid containing the specific binding substance is water. Further, the organic solvent is an alkane, a ketone,
It is preferable to be composed of at least one of esters. Further, the specific binding substance is cDN
It is preferably one of the substances having the function of A. It is preferable that the substance having the function of cDNA is a substance having the function of a plurality of different types of cDNA.

【0012】前記キャリア液と前記特異的結合物質を含
有する液との界面張力が1mN/m以下であることがよ
り好ましい。
More preferably, the interfacial tension between the carrier liquid and the liquid containing the specific binding substance is 1 mN / m or less.

【0013】前記特異的結合物質を含有する液に界面活
性剤を添加することが好ましい。前記界面活性剤が、ス
ルホ琥珀酸エステル類,グルコニアミド類のうち少なく
とも1つを含むことがより好ましい。また、前記特異的
結合物質を含有する液に塩を添加することが好ましい。
前記塩が、カチオンがアルカリ金属イオン、アニオンが
多価カルボン酸イオン、ハロゲン化物イオン,無機酸イ
オンを組み合わせて形成された塩であって、そのうち少
なくとも1つを含むことがより好ましい。
It is preferable to add a surfactant to the solution containing the specific binding substance. More preferably, the surfactant contains at least one of sulfosuccinates and gluconiamides. Further, it is preferable to add a salt to the solution containing the specific binding substance.
The salt is a salt formed by combining an alkali metal ion as a cation and a polyvalent carboxylate ion, a halide ion or an inorganic acid ion as an anion, and more preferably contains at least one of them.

【0014】本発明の試験チップの製造装置は、基板に
特異的結合物質を配列してなる試験チップの製造装置に
おいて、キャリア液を流通させる管と、この管にキャリ
ア液を送り込む手段と、前記管に接続され前記特異的結
合物質を含有する液をキャリア液中に間欠的に液滴とし
て送出する液滴送出手段と、前記管の先端に設けられる
ノズルと、前記基板を保持する保持部材と、前記保持部
材の基板または前記ノズルを互いに相対的に接近離反さ
せる方向に移動させて、ノズル先端を基板に近接させて
ノズル先端のキャリア液を基板に接触させる第1の位置
と、ノズル先端を基板から離して前記特異的結合物質の
液滴を含むキャリア液をノズル先端から液滴として基板
に移す第2の位置とに交互に変位させる液切り手段と、
この液切り手段に連動して前記ノズルまたは保持部材を
前記基板の面方向に相対的に移動させ、前記特異的結合
物質の液滴を前記基板に配列する配列手段とを備えてい
る。また、前記保持部材に直流高電圧を印加する高電圧
印加手段を有していることがより好ましい。さらに、前
記特異的結合物質を含有する液は複数種類の液であり、
前記液滴送出手段は前記複数種類の液を切り替えて順次
送り出すことがより好ましい。
According to the test chip manufacturing apparatus of the present invention, in a test chip manufacturing apparatus in which a specific binding substance is arranged on a substrate, a pipe through which a carrier liquid flows, means for feeding the carrier liquid into the pipe, Droplet sending means connected to a tube and intermittently sending a liquid containing the specific binding substance as a droplet into the carrier liquid, a nozzle provided at the tip of the tube, and a holding member for holding the substrate A first position in which the substrate of the holding member or the nozzle is moved toward and away from each other to bring the nozzle tip close to the substrate so that the carrier liquid at the nozzle tip contacts the substrate; and Liquid draining means for alternately displacing the carrier liquid containing the droplet of the specific binding substance away from the substrate to a second position where the carrier liquid is transferred from the nozzle tip to the substrate as a droplet,
An arrangement means for relatively moving the nozzle or the holding member in the plane direction of the substrate in conjunction with the liquid draining means and arranging the droplets of the specific binding substance on the substrate. Further, it is more preferable to have high voltage applying means for applying a DC high voltage to the holding member. Further, the liquid containing the specific binding substance is a plurality of liquids,
More preferably, the droplet sending means switches the plurality of kinds of liquids and sequentially sends them out.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】[キャリア液]キャリア液は、c
DNAなどの特異的結合物質を含む液滴を搬送するため
のものであり、流れが栓流となるものがよく、特異的結
合物質の溶液あるいは分散液と混ざり合わず、あるいは
混ざり合う前に乾燥除去、すなわち少なくとも1分以上
分相状態を維持し得るものが好ましい。また、キャリア
液は、特異的結合物質を分解あるいは変質させない条件
で除去、好ましくは蒸発あるいは揮発させうる液体のみ
よりなっていても良い。この液体を溶媒として溶質を溶
解した溶液であっても良い。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION [Carrier Liquid] The carrier liquid is c
It is intended to transport droplets containing specific binding substances such as DNA, and the flow is preferably a plug flow. It does not mix with the solution or dispersion of the specific binding substance, or it is dried before mixing What removes, ie, what can maintain a phase separation state for at least 1 minute or more is preferable. Further, the carrier liquid may be composed of only a liquid that can be removed, preferably evaporated or volatilized under conditions that do not decompose or alter the specific binding substance. A solution in which a solute is dissolved using this liquid as a solvent may be used.

【0016】キャリア液と特異的結合物質の溶媒が同じ
(例えば水)では、拡散は起こるが、流れが栓流であれ
ば拡散の物質移動速度は混合速度より遅いため、実質的
に混合は起こらない。しかしながら、特異的結合物質は
水溶液として通常キャリア液中に注入されるため、キャ
リア液は水に対する溶解度の小さい有機溶剤が好まし
い。好ましい有機溶剤の例としては、ケトン類、エステ
ル類、アルカン等が挙げられる。具体的には、アルカン
(例えばn−ペンタン、n−ヘプタン、シクロヘキサン
など)、ケトン類(例えばメチルエチルケトン)、エス
テル類(例えばギ酸メチル、ギ酸エチル、酢酸メチル、
酢酸エチルなど)が挙げられる。
If the carrier liquid and the solvent of the specific binding substance are the same (eg, water), diffusion occurs, but if the flow is a plug flow, the mass transfer rate of the diffusion is lower than the mixing rate, so that substantially no mixing occurs. Absent. However, since the specific binding substance is usually injected into the carrier liquid as an aqueous solution, the carrier liquid is preferably an organic solvent having low solubility in water. Examples of preferred organic solvents include ketones, esters, alkanes and the like. Specifically, alkanes (eg, n-pentane, n-heptane, cyclohexane, etc.), ketones (eg, methyl ethyl ketone), esters (eg, methyl formate, ethyl formate, methyl acetate,
Ethyl acetate).

【0017】特異的結合物質をキャリア液中で微小液滴
とするために、特異的結合物質とキャリア液の間の界面
張力は1mN/m以下であることが好ましく、より好ま
しくは0.5mN/m以下である。
In order to make the specific binding substance a microdroplet in the carrier liquid, the interfacial tension between the specific binding substance and the carrier liquid is preferably 1 mN / m or less, more preferably 0.5 mN / m. m or less.

【0018】[特異的結合物質]特異的結合物質とはホ
ルモン類、腫瘍マーカ、酵素、抗体、抗原、アブザイ
ム、その他のタンパク質、核酸、cDNA、DNA、R
NA、mRNAなどであって、生体由来物質と特異的に
結合可能な物質を意味する。この特異的結合物質は担体
に保持された形態が好ましい。担体には、ゼラチン粒
子、ポリスチレンラテックスなどのポリマーラテック
ス、シリカゲルなどの無機物粒子など公知のものが使用
できる。特異的結合物質と担体との保持は、共有結合、
イオン結合、物理的吸着などによって行なわれる。
[Specific binding substances] Specific binding substances are hormones, tumor markers, enzymes, antibodies, antigens, abzymes, other proteins, nucleic acids, cDNAs, DNAs, and Rs.
NA, mRNA, etc., means a substance that can specifically bind to a biological substance. This specific binding substance is preferably in a form held on a carrier. Known carriers such as gelatin particles, polymer latex such as polystyrene latex, and inorganic particles such as silica gel can be used as the carrier. Retention of the specific binding substance and the carrier is carried out by covalent
It is performed by ionic bonding, physical adsorption, or the like.

【0019】特異的結合物質は、水に溶解されて特異的
結合物質水溶液として試験チップの製造に使用されるこ
とが通常であるが、特異的結合物質を溶解する溶媒は水
に限定されない。特異的結合物質を変質させないのであ
れば、公知の溶剤が使用可能である。特異的結合物質溶
液の界面張力を低下させるために界面活性剤を添加する
ことができる。また、基板と反応して特異的結合物質を
基板表面に固定する際にpHバッファ能を発現する塩を
予め溶液中に添加しておいても良い。
The specific binding substance is usually dissolved in water and used as an aqueous solution of the specific binding substance for producing a test chip, but the solvent for dissolving the specific binding substance is not limited to water. As long as the specific binding substance is not deteriorated, a known solvent can be used. Surfactants can be added to reduce the interfacial tension of the specific binding agent solution. Further, when the specific binding substance reacts with the substrate and is immobilized on the surface of the substrate, a salt exhibiting a pH buffer function may be added to the solution in advance.

【0020】[界面活性剤]特異的結合物質溶液とキャ
リア液との界面張力を小さくするために、特異的結合物
質の溶媒に界面活性剤を添加しても良い。界面活性剤と
しては、アニオン系、ノニオン系、カチオン系、フッ素
系のいずれの界面活性剤を用いても良い。具体的には、
ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、p−tert
−オクチルフェノキシエトキシエチルスルホン酸ナトリ
ウム、サポニン、ノニルフェノキシポリエトキシエタノ
ール、特開昭62−170950号公報、米国特許5,
380,644号明細書などに記載のフッ素系高分子界
面活性剤、特開昭60−244945号公報、特開昭6
3−188135号公報などに記載のフッ素系界面活性
剤、特開平6−301140号公報などに記載のポリア
ルキレンオキサイドやアニオン系界面活性剤などが挙げ
られる。特異的結合物質を含む溶液中の界面活性剤の濃
度は、0.001〜2%、好ましくは0.01〜0.5
%である。
[Surfactant] In order to reduce the interfacial tension between the specific binding substance solution and the carrier liquid, a surfactant may be added to the solvent of the specific binding substance. As the surfactant, any of anionic, nonionic, cationic, and fluorine surfactants may be used. In particular,
Sodium dodecylbenzenesulfonate, p-tert
Sodium octylphenoxyethoxyethylsulfonate, saponin, nonylphenoxypolyethoxyethanol, JP-A-62-170950, U.S. Pat.
Fluorinated polymer surfactants described in, for example, 380,644, JP-A-60-244945 and JP-A-6-244945.
Examples thereof include fluorine surfactants described in JP-A-3-188135 and polyalkylene oxides and anionic surfactants described in JP-A-6-301140. The concentration of the surfactant in the solution containing the specific binding substance is 0.001-2%, preferably 0.01-0.5%.
%.

【0021】[塩]基板上に特異的結合物質の液滴を含
むキャリア液を移した後に基板上で特異的結合物質の液
滴が濡れ拡がらないために、特異的結合物質を含む溶液
中には塩を添加することが好ましい。
[Salt] Since the droplets of the specific binding substance do not spread on the substrate after the carrier liquid containing the droplets of the specific binding substance is transferred onto the substrate, the carrier liquid containing the droplets of the specific binding substance may be in a solution containing the specific binding substance. Is preferably added with a salt.

【0022】塩としては水溶性塩が好ましい。水溶性の
塩の例としては、無機塩、有機塩が挙げられる。水溶性
の塩の例を下記に列記するが、本発明はこれらに限定さ
れる訳ではない。水溶性塩のカチオンとしては、アルカ
リ金属のイオン(例えば、Li+ 、Na+ 、Cs+
ど)、アルカリ土類金属のイオン(例えば、Be2+、M
2+、Ca2+、Ba2+など)、遷移金属のイオン(例え
ば、Fe2+、Fe3+、Ni2+、Co2+、Cu2+など)、
NH4+、有機カチオンイオン(例えば、4級アンモニウ
ム、芳香族4級アミンなど)が挙げられる。アニオンと
しては、ハロゲンイオン(例えばF- 、Cl- 、B
- 、I- など)、リン酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸
イオン、硫酸イオン、亜硫酸イオン、ホウ酸イオン、炭
酸イオン、シアンのイオン、遷移金属の錯塩(フェリシ
アン酸、フェロシアン酸、六塩化イリジウム酸など)の
イオン、有機カルボン酸(例えばギ酸、酢酸、プロピオ
ン酸、安息香酸、フタル酸、トリクロロ酢酸、サリチル
酸、シュウ酸、マロン酸、マレイン酸、アジピン酸な
ど)のイオン、有機スルホン酸(例えばエチルスルホン
酸、ベンゼンスルホン酸、トシル酸など)のイオン、フ
ェノール類(例えばフェノール、ピクリン酸など)のイ
オンが挙げられる。これらカチオンとアニオンを任意に
組み合わせることができる。上記カチオンとアニオンの
組み合わせの例としては、LiCl、NaCl、KC
l、NaBr、KI、CaI、Na2 CO3 、NaHC
3 、NaH2 PO4 、NaKHPO4 、K3 (Fe
(CN)6 )、KNO3 、(NH4 2 SO3 、Na2
HBO3 などが挙げられる。塩の溶解度としては、1.
0×10-3mol/l以上水に溶けるものが好ましく、
1×10-2mol/l以上溶けるものが更に好ましい。
また、カチオン、アニオン共にイオン強度が強いものが
より好ましい。
As the salt, a water-soluble salt is preferable. Examples of the water-soluble salt include an inorganic salt and an organic salt. Examples of water-soluble salts are listed below, but the invention is not limited thereto. Examples of the cation of the water-soluble salt include alkali metal ions (eg, Li + , Na + , Cs + ) and alkaline earth metal ions (eg, Be 2+ , M
g 2+ , Ca 2+ , Ba 2+ ), transition metal ions (eg, Fe 2+ , Fe 3+ , Ni 2+ , Co 2+ , Cu 2+ ),
NH 4+ and organic cation ions (eg, quaternary ammonium, aromatic quaternary amine, etc.). As the anion, a halogen ion (for example, F , Cl , B
r , I ), phosphate ion, nitrate ion, nitrite ion, sulfate ion, sulfite ion, borate ion, carbonate ion, cyanide ion, complex salts of transition metals (ferricyanic acid, ferrocyanic acid, Ions of organic carboxylic acids (eg, formic acid, acetic acid, propionic acid, benzoic acid, phthalic acid, trichloroacetic acid, salicylic acid, oxalic acid, malonic acid, maleic acid, adipic acid), organic sulfonic acids (Eg, ethylsulfonic acid, benzenesulfonic acid, tosylic acid, etc.) and phenols (eg, phenol, picric acid, etc.). These cations and anions can be arbitrarily combined. Examples of combinations of the above cations and anions include LiCl, NaCl, KC
1, NaBr, KI, CaI, Na 2 CO 3 , NaHC
O 3 , NaH 2 PO 4 , NaKHPO 4 , K 3 (Fe
(CN) 6 ), KNO 3 , (NH 4 ) 2 SO 3 , Na 2
HBO 3 and the like. The solubility of the salt is as follows.
Those which are soluble in water of 0 × 10 −3 mol / l or more are preferable,
More preferably 1 × 10 -2 mol / l or more is soluble.
Further, those having strong ionic strength for both cations and anions are more preferable.

【0023】塩は、特異的結合物質の溶解性を保つもの
が好ましく、特に基板と反応して特異的結合物質を基板
表面に固定する際に最適なpHバッファ能を発現する塩
の組み合わせが好ましい。pHバッファとなる塩の組み
合わせは化学便覧第2版基礎編II(日本化学会編)13
12−1320頁に記載されている。本発明で使用する
塩は複数種を組み合わせて用いても良く、特異的結合物
質の溶解性を保つための塩とpHバッファ能を有する塩
が異なる場合は組み合わせて使用することが好ましい。
The salt is preferably one that maintains the solubility of the specific binding substance, and particularly a combination of salts that expresses an optimal pH buffering ability when reacting with the substrate and fixing the specific binding substance to the substrate surface. . Combinations of pH buffer salts are described in Chemical Handbook, 2nd Edition, Basic Edition II (Chemical Society of Japan) 13
It is described on pages 12-1320. The salt used in the present invention may be used in combination of plural kinds, and when the salt for maintaining the solubility of the specific binding substance and the salt having a pH buffering ability are different, it is preferable to use them in combination.

【0024】特異的結合物質水溶液は、例えば、5×1
-3Mの四ホウ酸ナトリウム水溶液に子牛の胸線由来の
DNAを0.1重量%溶解し、この水溶液に界面活性剤
としてエアロゾールOT(アメリカンサイアナミド社
製)を0.1重量%添加したものなどが挙げられるが、
本発明はこの水溶液に限定されない。
The aqueous solution of the specific binding substance is, for example, 5 × 1
0 -3 M of fourth calf sodium borate aqueous DNA from thymus was dissolved 0.1% by weight, the aerosol OT (manufactured by American Cyanamid Company) as the surfactant in the aqueous solution 0.1 Weight percent, etc.
The present invention is not limited to this aqueous solution.

【0025】[基板]基板は、ガラス、陶板などの無機
物質、ポリオレフィン、ナイロンなどのポリマー、その
他公知のいずれをも使用できる。またはポリマー表面を
ガラスコーティングした複合体でもよい。基板は、特異
的結合物質が配列される面が平滑であることが好まし
い。一枚の基板のサイズは、26×78mmのものが通
常用いられるが、本発明においては、このサイズに限定
されない。
[Substrate] As the substrate, inorganic materials such as glass and ceramic plate, polymers such as polyolefin and nylon, and other known materials can be used. Alternatively, a composite in which the polymer surface is glass-coated may be used. The substrate preferably has a smooth surface on which the specific binding substance is arranged. The size of one substrate is usually 26 × 78 mm, but the present invention is not limited to this size.

【0026】特異的結合物質はこの基板上にマトリック
ス状に配置されているが、この配列に限定されない。マ
トリックス状、すなわち縦横の平行線の各交点上に特異
的結合物質を配置する場合にはこの特異的結合物質は略
円形をしており、直径は、好ましくは10〜1000μ
m、より好ましくは50〜500μmである。縦方向あ
るいは横方向での特異的結合物質の間隔は、特異的結合
物質を円とみなした場合に各中心点間で0.1〜10m
m、より好ましくは0.2〜2mmである。一枚の基板
に設けられる特異的結合物質のスポットの数は100〜
30000個、より好ましくは300〜10000個で
ある。
The specific binding substance is arranged in a matrix on the substrate, but is not limited to this arrangement. When a specific binding substance is arranged in a matrix, that is, on each intersection of vertical and horizontal parallel lines, the specific binding substance is substantially circular, and the diameter is preferably 10 to 1000 μm.
m, more preferably 50 to 500 μm. The distance between the specific binding substances in the vertical direction or the horizontal direction is 0.1 to 10 m between the respective center points when the specific binding substance is regarded as a circle.
m, more preferably 0.2 to 2 mm. The number of spots of the specific binding substance provided on one substrate is 100 to
It is 30,000, more preferably 300 to 10,000.

【0027】図1は本発明の試験チップ製造装置を示す
概略図である。試験チップ製造装置10は、基板保持台
11と、ノズル12を有する流通管13と、キャリア液
供給部14と、液滴送出部15と、液切り部16と、液
滴配列部17とから構成されている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a test chip manufacturing apparatus according to the present invention. The test chip manufacturing apparatus 10 includes a substrate holding table 11, a flow tube 13 having a nozzle 12, a carrier liquid supply unit 14, a droplet sending unit 15, a liquid draining unit 16, and a droplet arrangement unit 17. Have been.

【0028】基板保持台11は、ガラス基板20を保持
する図示しないクランプを備えており、ガラス基板20
がずれることがないように固定する。クランプは、ガラ
ス基板20を押さえたり挟持したり保持したりする機械
的クランプの他に、エア吸着、静電吸着などによって保
持するクランプであってもよい。この基板保持台11
は、本実施形態では1つのガラス基板20を固定するよ
うに構成されているが、生産性を向上させる観点から
は、多数のガラス基板を保持するように構成することが
好ましい。また、基板保持台11へは、図示しない基板
供給部及び基板排出部が接続されており、基板の供給と
排出とが行なわれる。
The substrate holding table 11 has a clamp (not shown) for holding the glass substrate 20.
Fix it so that it does not shift. The clamp may be a mechanical clamp that holds, holds, or holds the glass substrate 20, or may be a clamp that holds the glass substrate 20 by air suction, electrostatic suction, or the like. This substrate holder 11
Is configured to fix one glass substrate 20 in the present embodiment, but is preferably configured to hold many glass substrates from the viewpoint of improving productivity. Further, a substrate supply unit and a substrate discharge unit (not shown) are connected to the substrate holding table 11, and supply and discharge of the substrate are performed.

【0029】基板保持台11の基板接触部分は金属板で
構成されており、この金属板には直流高電圧発生部21
が接続されており、直流高電圧が印加される。これによ
り、ガラス基板20に静電場を作用させて、キャリア液
22のガラス基板20への付着を容易にしている。静電
場の電界強度は、0.01〜500kV/mが好ましい
が、より好ましくは0.1〜100kV/mである。
The substrate contact portion of the substrate holding table 11 is made of a metal plate, and the metal plate
Are connected, and a DC high voltage is applied. Thus, an electrostatic field is applied to the glass substrate 20 to facilitate the adhesion of the carrier liquid 22 to the glass substrate 20. The electric field strength of the electrostatic field is preferably from 0.01 to 500 kV / m, and more preferably from 0.1 to 100 kV / m.

【0030】基板20の上方には流通管13が鉛直方向
で且つノズル12がガラス基板20に対面するように配
置されている。流通管13には、キャリア液供給部14
と液滴送出部15とが接続されている。キャリア液供給
部14は、図示しないタンクとポンプとから構成され、
流通管13内にキャリア液22を供給している。ポンプ
は、プランジャーポンプから構成されており、その送液
流量は1〜500μl/minである。なお、キャリア
液を上記範囲で定速で送り出すことができれば良く、送
液方法はプランジャーポンプに限定されない。例えば、
キャリア液タンクを高所に設けて、その落差及びノズル
出口と基板間のキャリア液の表面張力を利用してキャリ
ア液を引き出すようにしてもよい。
A flow tube 13 is arranged above the substrate 20 in a vertical direction and the nozzle 12 faces the glass substrate 20. The flow pipe 13 has a carrier liquid supply unit 14
And the droplet sending section 15 are connected. The carrier liquid supply unit 14 includes a tank and a pump (not shown),
The carrier liquid 22 is supplied into the flow pipe 13. The pump is constituted by a plunger pump, and its liquid sending flow rate is 1 to 500 μl / min. It is sufficient that the carrier liquid can be sent out at a constant speed in the above range, and the liquid sending method is not limited to the plunger pump. For example,
A carrier liquid tank may be provided at a high place, and the carrier liquid may be drawn out using the head thereof and the surface tension of the carrier liquid between the nozzle outlet and the substrate.

【0031】図2に示すように、液滴送出部15は、流
通管13内のキャリア液22中に1滴が0.1〜200
nlの微量の特異的結合物質32の溶液からなる液滴を
供給するもので、流通管13内に配置した微小ノズル3
1と、この微小ノズル31に特異的結合物質32の溶液
を供給するドージングバルブ33と、特異的結合物質3
2の溶液を切り替えてドージングバルブ33へ供給する
切り替えバルブ34とから構成されている。この液滴送
出部15によって、特異的結合物質32の液滴が流通管
13内のキャリア液22中で所定間隔に配置される。
As shown in FIG. 2, the droplet sending section 15 is configured such that one drop of the carrier liquid 22 in the flow pipe 13 is 0.1 to 200
nl droplets of a solution of a specific binding substance 32 in a small amount are supplied.
A dosing valve 33 for supplying a solution of the specific binding substance 32 to the micro nozzle 31;
And a switching valve 34 for switching the solution No. 2 and supplying the solution to the dosing valve 33. By the droplet sending section 15, droplets of the specific binding substance 32 are arranged at predetermined intervals in the carrier liquid 22 in the flow pipe 13.

【0032】なお、液滴は上記範囲に限定されるもので
はなく、0.05〜500nlの容積で構成されること
が好ましい。また、ドージングバルブ33に代えて、微
量のディスペンサなどを用いて、キャリア液内に特異的
結合物質の溶液を供給してもよい。さらに、微小ノズル
も1本に限定されることなく、複数本配置してよい。配
置方向は、流通管の円周方向に適宜ピッチで配置する他
に、流通管のキャリア液の流れ方向に適宜ピッチで配置
してよく、さらには円周方向と流れ方向との両方で適宜
ピッチで配置してよい。このように微小ノズルの増設
と、各微小ノズルに設ける切り替えバルブの増設とを行
なうことで、特異的結合物質の種類の増加に対応するこ
とができる。なお、切替バルブ34を用いる場合には、
切り替えバルブ34から微小ノズル31の排出口までの
間で、各特異的結合物質の液滴が混合してしまうことが
ないように、液滴間にキャリア液22を存在させること
が好ましい。
The droplet is not limited to the above range, but preferably has a volume of 0.05 to 500 nl. Further, instead of the dosing valve 33, a solution of the specific binding substance may be supplied into the carrier liquid using a small amount of a dispenser or the like. Further, the number of micro nozzles is not limited to one, and a plurality of micro nozzles may be arranged. The arrangement direction may be arranged at an appropriate pitch in the circumferential direction of the flow pipe, or may be arranged at an appropriate pitch in the flow direction of the carrier liquid in the flow pipe. May be arranged. As described above, by increasing the number of the minute nozzles and increasing the switching valve provided for each minute nozzle, it is possible to cope with an increase in the types of the specific binding substances. When the switching valve 34 is used,
It is preferable that the carrier liquid 22 be present between the droplets so that the droplets of the specific binding substances do not mix between the switching valve 34 and the outlet of the micro nozzle 31.

【0033】さらに、液滴送出部15には、キャリア液
22の流速を測定する流速測定機構35と、コンピュー
タ制御によるコントローラ36とを設けることが好まし
い。コントローラ36は、流速測定機構35からの流速
信号に基づきドージングバルブ33及び切り替えバルブ
34の開閉タイミングを制御し、キャリア液22中に一
定間隔で特異的結合物質32の液滴を配置させる。
Further, it is preferable that the liquid drop sending section 15 is provided with a flow velocity measuring mechanism 35 for measuring the flow velocity of the carrier liquid 22, and a controller 36 controlled by a computer. The controller 36 controls the opening / closing timing of the dosing valve 33 and the switching valve 34 based on the flow rate signal from the flow rate measuring mechanism 35, and arranges the droplets of the specific binding substance 32 in the carrier liquid 22 at regular intervals.

【0034】図1に示すように流通管13には液滴配列
部17を構成する面方向シフト機構41と液切り部16
を構成する鉛直方向シフト機構42とが接続されてい
る。面方向シフト機構41は、後に説明するようにノズ
ル12が退避位置のときに、ノズル12をガラス基板2
0と平行な二次元方向で移動させて、ノズル12先端を
ガラス基板20上で碁盤目状の交点位置で停止させ、特
異的結合物質32の液滴を有するキャリア液22をマト
リックスに配置する。面方向シフト機構41の移動速度
は通常0.1〜10mm/secである。この面方向シ
フト機構41は、X方向シフト機構とY方向シフト機構
(図示しない)から構成されており、一般的なシフト機
構が用いられているが。この他にロボットハンド等から
構成してもよい。
As shown in FIG. 1, the flow pipe 13 has a plane-direction shift mechanism 41 and a
Is connected to the vertical shift mechanism 42. The plane direction shift mechanism 41 moves the nozzle 12 to the glass substrate 2 when the nozzle 12 is in the retracted position as described later.
By moving the nozzle 12 in a two-dimensional direction parallel to 0, the tip of the nozzle 12 is stopped at the crossing point on the glass substrate 20, and the carrier liquid 22 having the droplet of the specific binding substance 32 is arranged in a matrix. The moving speed of the plane direction shift mechanism 41 is usually 0.1 to 10 mm / sec. The surface direction shift mechanism 41 is composed of an X direction shift mechanism and a Y direction shift mechanism (not shown), and a general shift mechanism is used. In addition, it may be constituted by a robot hand or the like.

【0035】鉛直方向シフト機構42は流通管13を上
下方向に移動させ、図3(b)に示すように、ノズル1
2先端のキャリア液22をガラス基板20に接触させる
接触位置(請求項13の第1位置)と、同 (d)に示す
ように、接触位置から上方へ移動した退避位置(請求項
13の第2位置)とに変位させる。接触位置では、ガラ
ス基板20の表面とノズル12先端との距離L1は、
0.1〜3mmにされる。また、退避位置ではその距離
L2が0.5〜5mmにされる。なお、接触位置におけ
る基板表面とノズル先端との距離L1は、0.2〜30
mmが好ましい範囲である。また、退避位置における基
板表面とノズル先端との距離L2は、0.01〜10m
mが好ましい範囲である。
The vertical shift mechanism 42 moves the flow pipe 13 in the vertical direction, and as shown in FIG.
(2) A contact position where the carrier liquid 22 at the leading end is brought into contact with the glass substrate 20 (a first position of claim 13), and a retracted position (FIG. 13) 2 position). At the contact position, the distance L1 between the surface of the glass substrate 20 and the tip of the nozzle 12 is:
It is set to 0.1 to 3 mm. In the retreat position, the distance L2 is set to 0.5 to 5 mm. The distance L1 between the substrate surface and the tip of the nozzle at the contact position is 0.2 to 30.
mm is a preferred range. The distance L2 between the substrate surface and the nozzle tip at the retracted position is 0.01 to 10 m.
m is a preferred range.

【0036】これら面方向シフト機構41及び鉛直方向
シフト機構42はコントローラ(図示しない)により制
御される。コントローラは、特異的結合物質32の液滴
を有するキャリア液22のノズル12先端からの排出に
同期させて、鉛直方向シフト機構42を制御し、特異的
結合物質32の液滴を有するキャリア液22の液滴をガ
ラス基板20上にマトリックスに配置する。
The plane shift mechanism 41 and the vertical shift mechanism 42 are controlled by a controller (not shown). The controller controls the vertical shift mechanism 42 in synchronization with the discharge of the carrier liquid 22 having the droplet of the specific binding substance 32 from the tip of the nozzle 12, and controls the carrier liquid 22 having the droplet of the specific binding substance 32. Are arranged in a matrix on the glass substrate 20.

【0037】図3は、このノズルシフト状態を示したも
のであり、(a),(d),(e)はノズルが退避位置
のときを、(b),(c)はノズルが接触位置のときを
それぞれ示している。(a)はキャリア液22の塗布開
始状態であり、キャリア液22の定速供給によって、ノ
ズル12の下端にはキャリア液22が表面張力により液
滴になり次第に増大する様子を示している。(b)は、
接触位置に位置した直後の状態を示しており、このとき
には増大したキャリア液22の液滴は、まだガラス基板
20の表面に到達していない。やがてキャリア液22が
増大してガラス基板20の表面に接触すると、(c)の
状態になる。この(c)の状態では、キャリア液22が
ガラス基板20とノズル12との間で連続している。次
に、鉛直方向シフト機構42によりノズル12が上昇し
て、(d)の退避位置になる。この(d)の退避位置へ
の移動によって液切れが行なわれ、ノズル12先端から
ガラス基板20へ特異的結合物質32の液滴を有したキ
ャリア液22が移される。この後は、(e)に示すよう
に、面平行シフト機構41により、ノズル12がガラス
基板20の面方向で、次のキャリア液塗設位置に位置決
めされる。以下、(a)〜(e)の動作を繰り返すこと
で、ガラス基板20上には、各種の特異的結合物質32
がマトリックッス状にスポット50として配置される。
FIG. 3 shows this nozzle shift state, where (a), (d) and (e) show the nozzles at the retracted position, and (b) and (c) show the nozzles at the contact position. Respectively. (A) is a state in which the application of the carrier liquid 22 is started, and shows a state where the carrier liquid 22 gradually becomes droplets due to surface tension at the lower end of the nozzle 12 due to the constant supply of the carrier liquid 22. (B)
This shows a state immediately after being located at the contact position. At this time, the increased droplet of the carrier liquid 22 has not yet reached the surface of the glass substrate 20. Eventually, when the carrier liquid 22 increases and comes into contact with the surface of the glass substrate 20, the state shown in FIG. In this state (c), the carrier liquid 22 is continuous between the glass substrate 20 and the nozzle 12. Next, the nozzle 12 is raised by the vertical shift mechanism 42 to the retracted position (d). The liquid is drained by the movement to the retracted position in (d), and the carrier liquid 22 having the droplet of the specific binding substance 32 is transferred from the tip of the nozzle 12 to the glass substrate 20. Thereafter, as shown in (e), the nozzle 12 is positioned at the next carrier liquid application position in the plane direction of the glass substrate 20 by the plane parallel shift mechanism 41. Hereinafter, by repeating the operations (a) to (e), various specific binding substances 32 are formed on the glass substrate 20.
Are arranged as spots 50 in a matrix form.

【0038】図4(a)に、このようにしてガラス基板
20上に配列された特異的結合物質のスポット50を表
している。また、(b)は、キャリア液51を連続的に
ガラス基板52上に流して、特異的結合物質のスポット
53を配列した比較例を示している。(b)のキャリア
液51を連続流下させて特異的結合物質32のスポット
53を配置する場合には、キャリア液51中で前後左右
方向に特異的結合物質32の液滴が移動してしまうた
め、そのスポット53はマトリックス状に配列されなく
なり、後に試験チップを生物学的解析に使用するときス
ポットの位置決めが困難になる。
FIG. 4A shows the spots 50 of the specific binding substance arranged on the glass substrate 20 in this manner. (B) shows a comparative example in which the carrier liquid 51 is continuously flowed on the glass substrate 52 and the spots 53 of the specific binding substance are arranged. When the spot 53 of the specific binding substance 32 is disposed by continuously flowing the carrier liquid 51 of (b), the droplet of the specific binding substance 32 moves in the carrier liquid 51 in the front, rear, left, and right directions. The spots 53 will no longer be arranged in a matrix, making it difficult to position the spots later when the test chip is used for biological analysis.

【0039】これに対して、本発明の場合には、液切り
部16によりノズル12の特異的結合物質32を含有す
るキャリア液22の液滴を確実に所定位置に位置決めさ
せて配列するため、キャリア液中での特異的結合物質の
液滴の流動範囲が小さなものとなり、各スポット50を
精度良くマトリックスに配列することができる。
On the other hand, in the case of the present invention, since the droplets of the carrier liquid 22 containing the specific binding substance 32 of the nozzle 12 are surely positioned at predetermined positions and arranged by the liquid draining section 16, The flow range of the droplet of the specific binding substance in the carrier liquid becomes small, and the spots 50 can be arranged in a matrix with high accuracy.

【0040】なお、上記実施形態では、接触位置になっ
た直後は、ノズル先端の液滴が未だ基板に付着すること
がないようにしているが、この他に、図5(a)に示す
ように退避位置でノズル12先端の特異的結合物質32
を含有するキャリア液22の液滴を増大させ、この液滴
を図5(b)に示す接触位置でガラス基板20に接触さ
せるようにしてもよい。この場合にも、液滴を確実にガ
ラス基板20上にマトリックスに配置することができ、
スポットの位置決め精度が高い試験チップを製造するこ
とができる。
In the above embodiment, immediately after the contact position, the droplet at the tip of the nozzle is prevented from adhering to the substrate. In addition, as shown in FIG. At the evacuation position, the specific binding substance 32 at the tip of the nozzle 12
May be increased, and the droplet may be brought into contact with the glass substrate 20 at the contact position shown in FIG. 5B. Also in this case, the droplets can be reliably arranged in a matrix on the glass substrate 20,
A test chip with high spot positioning accuracy can be manufactured.

【0041】上記実施形態では面方向シフト機構41及
び鉛直方向シフト機構42を用いてノズル12及び流通
管13を移動させたが、基板保持台11側に面方向シフ
ト機構及び鉛直方向シフト機構を設けて、ガラス基板2
0に各スポット50をマトリックスに配置してもよい。
さらには、面方向シフト機構41のX方向シフト機構ま
たはY方向シフト機構の一方をノズル12側に他方を基
板保持台11側に設けてもよい。
In the above embodiment, the nozzle 12 and the flow pipe 13 are moved by using the plane shift mechanism 41 and the vertical shift mechanism 42, but the plane shift mechanism and the vertical shift mechanism are provided on the substrate holding table 11 side. And the glass substrate 2
Each spot 50 may be arranged in a matrix at 0.
Further, one of the X-direction shift mechanism and the Y-direction shift mechanism of the surface direction shift mechanism 41 may be provided on the nozzle 12 side, and the other may be provided on the substrate holding table 11 side.

【0042】上記実施形態では、キャリア液の流速を考
慮して、各シフト機構の動作タイミングを決定している
が、この他にノズルの先端やノズルの途中に、特異的結
合物質の液滴を検出するレーザーセンサ等の液滴検出手
段を設け、この液滴検出手段からの検出信号に基づき各
シフト機構の動作タイミングを決定してもよい。この場
合には、特異的結合物質の液滴を検出してから各シフト
機構の動作を行なうので、確実に特異的結合物質の液滴
を基板上に配列することができる。
In the above embodiment, the operation timing of each shift mechanism is determined in consideration of the flow rate of the carrier liquid. In addition, a droplet of the specific binding substance is placed at the tip of the nozzle or in the middle of the nozzle. Droplet detecting means such as a laser sensor for detecting may be provided, and the operation timing of each shift mechanism may be determined based on a detection signal from the drop detecting means. In this case, since the operation of each shift mechanism is performed after detecting the droplet of the specific binding substance, the droplet of the specific binding substance can be reliably arranged on the substrate.

【0043】上記実施形態ではノズルを1本としたが、
これは複数本設けてもよい。この場合には、生産効率が
向上する。また、ノズル12の先端に余剰のキャリア液
を回収する回収ノズルを取り付けても良い。この回収ノ
ズルは、ノズル12と一体に設けても良い。
In the above embodiment, one nozzle is used.
This may be provided in plurality. In this case, the production efficiency is improved. Further, a collecting nozzle for collecting the excess carrier liquid may be attached to the tip of the nozzle 12. This recovery nozzle may be provided integrally with the nozzle 12.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上のように、本発明の試験チップの製
造方法及び装置によれば、先端にノズルを有する流通管
に流通しているキャリア液中に、特異的結合物質を含有
する液を間欠的に液滴として送り込む。この特異的結合
物質を含有するキャリア液を配列する時に、ノズル先端
と基板との間隔を小さくして基板に特異的結合物質液滴
を含むキャリア液を接触させた後に、前記ノズル先端と
基板との間隔を広げて液切りを行なって特異的結合物質
液滴を含むキャリア液をノズル先端から基板へ移すこと
により基板上に特異的結合物質を精度良くマトリックス
状に配列することができるため、得られた試験チップ
は、生物学的解析において特異的結合物質の位置決めが
容易になる。
As described above, according to the method and apparatus for producing a test chip of the present invention, a liquid containing a specific binding substance is contained in a carrier liquid flowing through a flow pipe having a nozzle at the tip. It is sent intermittently as droplets. When arranging the carrier liquid containing the specific binding substance, the distance between the nozzle tip and the substrate is reduced, and the carrier liquid containing the specific binding substance droplet is brought into contact with the substrate. The specific binding substances can be accurately arranged in a matrix on the substrate by transferring the carrier liquid containing the specific binding substance droplets from the nozzle tip to the substrate by performing liquid drainage by widening the distance between the nozzles. The obtained test chip facilitates the positioning of a specific binding substance in biological analysis.

【0045】また、スポットを配列する際に、キャリア
液に静電場を作用させることでキャリア液の基板への付
着を容易にし、且つ各スポットの位置決め精度の高い試
験チップが得られる。
Further, when arranging the spots, an electrostatic field is applied to the carrier liquid, so that the carrier liquid can be easily attached to the substrate, and a test chip with high positioning accuracy of each spot can be obtained.

【0046】さらに、前記キャリア液を有機溶剤とし、
前記特異的結合物質を含有する液の溶媒を水とすること
で、キャリア液中の特異的結合物質が拡散することなく
基板上に移されるため、形成されるスポットの数を増や
すことができる。
Further, the carrier liquid is an organic solvent,
When the solvent of the liquid containing the specific binding substance is water, the specific binding substance in the carrier liquid is transferred onto the substrate without being diffused, so that the number of spots formed can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る試験チップ製造装置の概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram of a test chip manufacturing apparatus according to the present invention.

【図2】図1に示した装置の一部の一実施形態を示した
図である。
FIG. 2 is a diagram showing one embodiment of a part of the device shown in FIG. 1;

【図3】本発明に係る試験チップの製造方法を説明する
図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a method for manufacturing a test chip according to the present invention.

【図4】図3に示した製造方法により製造された試験チ
ップの平面図である。
FIG. 4 is a plan view of a test chip manufactured by the manufacturing method shown in FIG.

【図5】本発明に係る試験チップの製造方法の他の実施
形態を説明するための図である。
FIG. 5 is a view for explaining another embodiment of the test chip manufacturing method according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 試験チップ製造装置 11 基板保持台 12 ノズル 13 流通管 14 キャリア液供給部 15 液滴送出部 16 液切り部 17 液滴配列部 20 ガラス基板 21 直流高電圧発生部 22 キャリア液 31 微小ノズル 32 特異的結合物質 33 ドージングバルブ 34 切り替えバルブ 35 流速測定機構 36 コントローラ 41 面方向シフト機構 42 鉛直方向シフト機構 50 特異的結合物質のスポット DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Test chip manufacturing apparatus 11 Substrate holding table 12 Nozzle 13 Flow pipe 14 Carrier liquid supply part 15 Droplet sending part 16 Drainage part 17 Droplet arrangement part 20 Glass substrate 21 DC high voltage generation part 22 Carrier liquid 31 Micro nozzle 32 Unique Dynamic binding substance 33 Dosing valve 34 Switching valve 35 Flow velocity measurement mechanism 36 Controller 41 Planar shift mechanism 42 Vertical shift mechanism 50 Spot of specific binding substance

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 流通しているキャリア液に特異的結合物
質を含有する液を間欠的に液滴として送り込み、このキ
ャリア液をノズルから基板上に送り出して、この基板上
に前記特異的結合物質を含むキャリア液を配列するとき
に、 前記ノズル先端と基板との間隔を小さくして基板に特異
的結合物質液滴を含むキャリア液を接触させた後に、前
記ノズル先端と基板との間隔を広げて特異的結合物質液
滴を含むキャリア液をノズル先端から基板へ移すことを
特徴とする試験チップの製造方法。
1. A liquid containing a specific binding substance is intermittently sent as a droplet to a flowing carrier liquid, and the carrier liquid is sent out from a nozzle onto a substrate, and the specific binding substance is put on the substrate. When arranging the carrier liquid containing, after reducing the distance between the nozzle tip and the substrate and bringing the substrate into contact with the carrier liquid containing the specific binding substance droplet, the distance between the nozzle tip and the substrate is increased. Transferring a carrier liquid containing a specific binding substance droplet from a nozzle tip to a substrate by using the method.
【請求項2】 前記基板上に特異的結合物質を含むキャ
リア液を配列するときに、 特異的結合物質の液滴を含むキャリア液に静電場を作用
させることを特徴とする請求項1に記載の試験チップの
製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein when arranging the carrier liquid containing the specific binding substance on the substrate, an electrostatic field is applied to the carrier liquid containing the droplet of the specific binding substance. Test chip manufacturing method.
【請求項3】 流通しているキャリア液に特異的結合物
質を含有する液を間欠的に液滴として送り込み、このキ
ャリア液をノズルから基板上に送り出して、この基板上
に前記特異的結合物質を含むキャリア液を配列するとき
に、 特異的結合物質の液滴を含むキャリア液に静電場を作用
させることを特徴とする試験チップの製造方法。
3. A liquid containing a specific binding substance is intermittently sent as a droplet to a flowing carrier liquid, and the carrier liquid is sent out from a nozzle onto a substrate, and the specific binding substance is put on the substrate. A method for producing a test chip, comprising: applying an electrostatic field to a carrier liquid containing droplets of a specific binding substance when arranging a carrier liquid containing the same.
【請求項4】 前記キャリア液が有機溶剤であり、前記
特異的結合物質を含有する液の溶媒は水であることを特
徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の試験
チップの製造方法。
4. The test chip according to claim 1, wherein the carrier liquid is an organic solvent, and the solvent of the liquid containing the specific binding substance is water. Production method.
【請求項5】 前記有機溶剤が、アルカン類,ケトン
類,エステル類のうち少なくとも1つから構成されてい
ることを特徴とする請求項4に記載の試験チップの製造
方法。
5. The method according to claim 4, wherein the organic solvent comprises at least one of alkanes, ketones, and esters.
【請求項6】 前記特異的結合物質が、cDNAの機能
を有する物質のいずれかであることを特徴とする請求項
1ないし5のいずれか1つに記載の試験チップの製造方
法。
6. The method for producing a test chip according to claim 1, wherein the specific binding substance is any substance having a cDNA function.
【請求項7】 前記cDNAの機能を有する物質が、異
なる種類の複数のcDNAの機能を有する物質であるこ
とを特徴とする請求項6に記載の試験チップの製造方
法。
7. The method for producing a test chip according to claim 6, wherein the substance having a cDNA function is a substance having a plurality of different types of cDNA functions.
【請求項8】 前記キャリア液と前記特異的結合物質を
含有する液との界面張力が1mN/m以下であることを
特徴とする請求項1ないし7のいずれか1つに記載の試
験チップの製造方法。
8. The test chip according to claim 1, wherein an interfacial tension between the carrier liquid and the liquid containing the specific binding substance is 1 mN / m or less. Production method.
【請求項9】 前記特異的結合物質を含有する液に界面
活性剤を添加することを特徴とする請求項1ないし8の
いずれか1つに記載の試験チップの製造方法。
9. The method for producing a test chip according to claim 1, wherein a surfactant is added to the solution containing the specific binding substance.
【請求項10】 前記界面活性剤が、スルホ琥珀酸エス
テル類,グルコニアミド類のうち少なくとも1つを含む
ことを特徴とする請求項9に記載の試験チップの製造方
法。
10. The method according to claim 9, wherein the surfactant contains at least one of sulfosuccinates and gluconiamides.
【請求項11】 前記特異的結合物質を含有する液に塩
を添加することを特徴とする請求項1ないし10のいず
れか1つに記載の試験チップの製造方法。
11. The method for producing a test chip according to claim 1, wherein a salt is added to the solution containing the specific binding substance.
【請求項12】 前記塩が、カチオンがアルカリ金属イ
オン、アニオンが多価カルボン酸イオン、ハロゲン化物
イオン,無機酸イオンを組み合わせて形成された塩であ
って、そのうちの少なくとも1つを含むことを特徴とす
る請求項11に記載の試験チップの製造方法。
12. The salt according to claim 1, wherein the cation is an alkali metal ion, and the anion is a salt formed by combining a polyvalent carboxylate ion, a halide ion and an inorganic acid ion, and contains at least one of them. The method for manufacturing a test chip according to claim 11, wherein:
【請求項13】 基板に特異的結合物質を配列してなる
試験チップの製造装置において、 キャリア液を流通させる管と、 この管にキャリア液を送り込む手段と、 前記管に接続され前記特異的結合物質を含有する液をキ
ャリア液中に間欠的に液滴として送出する液滴送出手段
と、 前記管の先端に設けられるノズルと、 前記基板を保持する保持部材と、 前記保持部材の基板または前記ノズルを互いに相対的に
接近離反させる方向に移動させて、ノズル先端を基板に
近接させてノズル先端のキャリア液を基板に接触させる
第1の位置と、ノズル先端を基板から離して前記特異的
結合物質の液滴を含むキャリア液をノズル先端から液滴
として基板に移す第2の位置とに交互に変位させる液切
り手段と、 この液切り手段に連動して前記ノズルまたは保持部材を
前記基板の面方向に相対的に移動させ、前記特異的結合
物質の液滴を前記基板に配列する配列手段と、を備えた
ことを特徴とする試験チップの製造装置。
13. A test chip manufacturing apparatus in which a specific binding substance is arranged on a substrate, a pipe through which a carrier liquid flows, means for feeding the carrier liquid into the pipe, and the specific binding connected to the pipe. A liquid droplet sending means for intermittently sending a liquid containing a substance as a liquid droplet into a carrier liquid; a nozzle provided at a tip of the tube; a holding member for holding the substrate; A first position in which the nozzle tip is moved closer to and away from each other to bring the nozzle tip close to the substrate so that the carrier liquid at the nozzle tip comes into contact with the substrate; Liquid draining means for alternately displacing a carrier liquid containing a liquid droplet of a substance from a nozzle tip to a second position for transferring the liquid to the substrate as liquid droplets; The support member is relatively moved in the surface direction of the substrate manufacturing apparatus of a test chip, characterized in that the droplets of the specific binding substance and a sequence unit for arranging the substrate.
【請求項14】 前記保持部材に直流高電圧を印加する
高電圧印加手段を有することを特徴とする請求項13に
記載の試験チップの製造装置。
14. The test chip manufacturing apparatus according to claim 13, further comprising high voltage applying means for applying a DC high voltage to said holding member.
【請求項15】 前記特異的結合物質を含有する液は複
数種類の液であり、 前記液滴送出手段は前記複数種類の液を切り替えて順次
送り出すことを特徴とする請求項13または14に記載
の試験チップの製造装置。
15. The liquid according to claim 13, wherein the liquid containing the specific binding substance is a plurality of kinds of liquids, and the droplet sending means switches the plurality of kinds of liquids and sends out the liquids sequentially. Test chip manufacturing equipment.
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