JP2003516748A - Apparatus and method for producing bioarray - Google Patents

Apparatus and method for producing bioarray

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ビ−エン・チョーン
ジョージ・エヌ・マラカス
クマー・シララギ
ジョン・トレセック・ジュニア
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、バイオ−アレイ製作のためのシステムおよび表面上に制御される量の液体を供与する方法に関するものである。特に、本発明は、既知の標的の中または上への少量の反応液の制御された供与のためのバイオ−アレイ製作システムおよび方法を含む。   (57) [Summary] The present invention relates to a system for bio-array fabrication and a method for dispensing a controlled amount of liquid on a surface. In particular, the invention includes bio-array fabrication systems and methods for the controlled delivery of small volumes of a reaction into or onto a known target.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】 本出願は、1999年12月17日に出願されたU.S.S.N.09/46
5,314、1999年12月17日に出願された09/465,960、19
99年12月17日に出願された09/465,959の継続出願である。これ
らのすべてを出典明示により本明細書の一部とする。
This application is based on the U.S. patent application filed on Dec. 17, 1999. S. S. N. 09/46
5,314, filed December 17, 1999 09 / 465,960, 19
It is a continuation application of 09 / 465,959 filed on December 17, 1999. All of these are incorporated herein by reference.

【0002】 発明の分野 本発明は、バイオ−アレイ製作のためのシステム、およびある表面上に制御さ
れた量の液体を供与する方法に関するものである。より詳しくは、本発明は、バ
イオ−アレイ製作システム、および既知の標的中にまたは標的上に、少量の反応
性液体の制御された供与を行うための方法を含む。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to systems for bio-array fabrication and methods for delivering a controlled amount of liquid onto a surface. More particularly, the invention includes bio-array fabrication systems, and methods for performing controlled delivery of small volumes of reactive liquid into or on known targets.

【0003】 発明の背景 分子生物学は、常に発展している研究分野である。分子生物学の分野で非常に
重要なことは、DNA、RNA、細菌およびタンパク質の検出と分析である。現
在、疾患の診断および処置において、バイオ−チップ(マイクロ−アレイチップ
)の大市場が存在すると予測されている。医者がバイオ−チップを使用して、中
間の診断施設としての実験室を必要とせずに、診察室ですぐに遺伝マーカーに基
づく診断を行う能力を持つ日が来るのが想像されている。現在、バイオ−チップ
の最大の重要性と市場が存在するのは、数千もの遺伝子を同時に分析できる遺伝
学および医薬研究の分野である。
BACKGROUND OF THE INVENTION Molecular biology is a constantly evolving field of research. Of great importance in the field of molecular biology is the detection and analysis of DNA, RNA, bacteria and proteins. It is currently predicted that there will be a large market for bio-chips (micro-array chips) in the diagnosis and treatment of diseases. It is envisioned that the day will come when doctors will be able to use bio-chips to immediately make genetic marker-based diagnoses in the office, without the need for a laboratory as an intermediate diagnostic facility. At present, the greatest importance and market for bio-chips lies in the field of genetics and pharmaceutical research, where thousands of genes can be analyzed simultaneously.

【0004】 一般的に、DNAチップは、表面上に整列した固定化DNAプローブ配列のよ
うな、多数の生体分子の微細な小片または生体分子を含む多孔性の支持媒体を有
する、ガラス、シリコンまたはプラスチックのウェハーからなる。これらは、特
定の疾患遺伝子を同定するために、そして薬剤発見の努力を促進するために使用
される。将来、生体分子関連科学の使用の増加によって、医学をより個人的に実
施すること、特に、患者の遺伝子構成に基づいてあつらえた処置と治療の設計お
よび使用が可能になると期待されている。
[0004] In general, a DNA chip has a glass, silicon, or a porous support medium containing microscopic pieces or biomolecules of a large number of biomolecules, such as immobilized DNA probe sequences aligned on a surface. It consists of a plastic wafer. These are used to identify specific disease genes and to facilitate drug discovery efforts. In the future, the increasing use of biomolecule-related sciences is expected to enable more personalized medicine, in particular, the design and use of customized treatments and therapies based on the genetic makeup of the patient.

【0005】 現在、バイオ−チップ、特にDNAチップは、共通の製造法に基づいているこ
とが知られている。すなわち、現在半導体工業で利用されているようなシリコン
コンピューターチップのエッチングである。生体分子を研究するためのバイオ−
チップのあらゆる使用の中で、DNAの研究が最も成熟している。特定の例では
、光活性化したDNAプローブの合成プロセスを、高濃度のDNAチップを製造
するために使用している(Affymetrix Corp.)。典型的に、20merのDNA
プローブを合成するのに、フォトリソグラフィマスクレベル80を使用する。別
法では、表面上の特定の場所に、精製した、先に合成したオリゴヌクレオチドを
置くために供与技術を使用して、DNAチップを生産する。後者の技術はフォト
リソグラフィを必要とせず、プローブ配列の純度が光活性化プローブ合成プロセ
スのものよりもさらに高いので、重複するプローブが少なくて済む。DNAプロ
ーブを合成するための別の手段は、300,000ビットを超えるDNAをチッ
プ上にほんの数時間で置くことを可能にする、微小鏡を用いることによる。さら
に、インク−ジェット印刷の使用が知られている。これは、高速のロボット工学
的装置を用いてガラスの小さいます目にDNAを印刷し、アレイを形成させる。
これらのタイプの機械には、単一のチップ上に32,000個ものDMA分子を
形成させる能力がある。
At present, it is known that bio-chips, especially DNA chips, are based on a common manufacturing method. That is, the etching of silicon computer chips as currently used in the semiconductor industry. Bio for studying biomolecules
Of all the uses of chips, DNA research is the most mature. In a particular example, a process of photoactivated DNA probe synthesis is used to produce high concentration DNA chips (Affymetrix Corp.). Typically 20 mer DNA
A photolithographic mask level 80 is used to synthesize the probe. Alternatively, a DNA chip is produced using donor technology to place the purified, previously synthesized oligonucleotides in specific locations on the surface. The latter technique does not require photolithography and the purity of the probe array is much higher than that of the photoactivated probe synthesis process, thus requiring less overlapping probes. Another means for synthesizing DNA probes is by using micromirrors that allow more than 300,000 bits of DNA to be placed on the chip in just a few hours. Furthermore, the use of ink-jet printing is known. This uses high speed robotic equipment to print the DNA on the small squares of the glass to form an array.
These types of machines are capable of forming as many as 32,000 DMA molecules on a single chip.

【0006】 さらに他の方法には、単一のチップ上に50,000個の異なるDNA断片を
保持する能力のあるチップを作り上げるために光ファイバーの束を使用し、そし
てDNA分子をチップの表面に結合させるために電気を利用するミクロ電子工学
的チップを使用することが含まれる。
Yet another method uses fiber optic bundles to create a chip capable of holding 50,000 different DNA fragments on a single chip, and DNA molecules on the surface of the chip. Included is the use of microelectronic chips that utilize electricity to couple.

【0007】 多くのタイプの応用のために、ある表面上で非常に少量の流体(液体)を定め
る必要がある。現在これは、液体自体を落とすいくらかの圧力を用いることによ
り、少量の液体を穴を通して滴下してなされている。少量(ピコリットルないし
ナノリットル)の液体を供与するために圧電力をかけてもよい。しかしある例で
は、圧電力は、流体の特性に望まざる変化を与え、流体に含有される生体分子の
変性を招き得る。いくつかの応用では、多数の異なる液体の滴を供与する必要が
ある。数十、数千または数万の異なる液体の供与が必要ないかなる状況において
も、各々の異なる液体用の圧電性供与先端を充填、供与および洗浄するサイクル
を完了させるのに必要な時間は、極端に長い。いくつかの応用においては、必要
な液体の量はもっと少なくてもよい。
For many types of applications, it is necessary to define very small amounts of fluid (liquid) on a surface. Currently, this is done by dropping a small amount of liquid through the hole by using some pressure to drop the liquid itself. Piezoelectric power may be applied to deliver a small volume (picoliter to nanoliter) of liquid. However, in some instances, piezoelectric power can cause unwanted changes in the properties of the fluid, leading to denaturation of biomolecules contained in the fluid. In some applications it is necessary to dispense a large number of different drops of liquid. In any situation where dozens, thousands, or tens of thousands of different liquids need to be dispensed, the time required to complete the cycle of filling, dispensing and cleaning the piezoelectric donating tip for each different liquid is extreme. Long. In some applications, less liquid may be needed.

【0008】 従って、制御された少量の液体を標的上に供与するための装置と方法を提供す
ることが、本発明の目的である。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide an apparatus and method for delivering a controlled small volume of liquid onto a target.

【0009】 発明の概要 上記に概説した目的に従って、本発明は、流体連通状態にある微小流体チャネ
ルで相互に連結し合っている、少なくとも1つの(そして好ましくは複数の)保
持ウェルおよびディップ(dipping)ウェルを含む、流体貯蔵器を含む装置を提
供する。場合により、保持ウェル群およびディップウェル群並びにチャネル群を
、単一の半導体材料で集積的に形成する。場合により、保持ウェル群をシリコン
ウェハーの周辺に形成し、ディップウェル群を中心側に形成する。ディップウェ
ル群を二次元アレイ内に形成するか、または複数の平面レベルでシリコンウェハ
ー内に形成してもよい。保持ウェルは、一定の粘性のある既知量の液体を保持す
ることを特徴とし、ディップウェルは、一定の粘性のある既知量の液体を保持す
ることを特徴とし得る。チャネルは一定の粘性のある既知量の液体を、少なくと
も1つの保持ウェルから少なくとも1つのディップウェルに輸送し、少なくとも
1つの微小流体チャネルは少なくとも1つの保持ウェルから少なくとも1つのデ
ィップウェルに伸び、そうして保持ウェルとディップウェルを流体連通状態に置
くことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In accordance with the objects outlined above, the present invention provides at least one (and preferably a plurality of) holding wells and dipping interconnected by microfluidic channels in fluid communication. ) A device is provided that includes a fluid reservoir that includes a well. In some cases, the holding well group, the dip well group, and the channel group are integrally formed of a single semiconductor material. In some cases, the holding well group is formed around the silicon wafer, and the dip well group is formed on the center side. Dipwells may be formed in a two-dimensional array or in a silicon wafer at multiple planar levels. The holding well may be characterized as holding a constant, known amount of liquid with a viscosity, and the dip well may be characterized as holding a known amount of liquid with a constant viscosity. The channel transports a constant, viscous, known amount of liquid from at least one holding well to at least one dip well, and at least one microfluidic channel extends from at least one holding well to at least one dip well, and so on. The holding well and the dip well are placed in fluid communication with each other.

【0010】 流体貯蔵器の要素は、選択エッチングまたはウエットエッチングによって形成
できる。ある態様では、本発明は、バイオ−アレイ製作システムで使用するため
の、流体貯蔵器の作出法を提供する。その方法は、半導体材料を提供すること、
半導体材料の一番上の表面に酸化物を形成すること、少なくとも1つの微小流体
チャネルを領域で、酸化物の一番上の表面にアルミニウム材料を形成すること、
アルミニウム材料の一番上の表面に酸化物材料を形成すること、酸化物材料の一
番上の表面にマスクを沈積すること、酸化物材料をエッチングして、定めた形を
有する少なくとも1つの保持ウェルおよび少なくとも1つのディップウェルを定
めること(少なくとも1つの保持ウェルおよび少なくとも1つのディップウェル
の各々は、一定の粘性のある既知量の液体を保持することを特徴とする)、およ
び、アルミニウム材料をエッチングして少なくとも1つの保持ウェルおよび少な
くとも1つのディップウェルと流体連通状態にある少なくとも1つの微小流体チ
ャネルを定めること(少なくとも1つの微小流体チャネルは、少なくとも1つの
保持ウェルから少なくとも1つのディップウェルへ既知量の液体を輸送すること
を特徴とする)の、各段階を含む。場合により、この方法には、アルミニウムの
一番上の表面に酸化物材料を形成するのに先立ち、過剰のアルミニウム材料を除
去してエッチングしたチャネルにアルミニウム材料を残す、化学機械研磨(CM
P)を利用する段階が含まれる。
The elements of the fluid reservoir can be formed by selective etching or wet etching. In one aspect, the invention provides a method of making a fluid reservoir for use in a bio-array fabrication system. The method comprises providing a semiconductor material,
Forming an oxide on the top surface of the semiconductor material, forming an aluminum material on the top surface of the oxide in the region of at least one microfluidic channel,
Forming an oxide material on the top surface of the aluminum material, depositing a mask on the top surface of the oxide material, etching the oxide material to retain at least one having a defined shape Defining a well and at least one dip well (each of the at least one holding well and the at least one dip well is characterized by holding a constant viscous, known amount of liquid); Etching to define at least one microfluidic channel in fluid communication with at least one holding well and at least one dip well (at least one microfluidic channel from at least one holding well to at least one dip well). Characterized in that it transports a known amount of liquid), Including the stage. Optionally, the method includes chemical mechanical polishing (CM) in which excess aluminum material is removed to leave aluminum material in the etched channels prior to forming the oxide material on the top surface of the aluminum.
P) is utilized.

【0011】 さらなる態様では、本発明は、基部;および集積的に基部で形成され、基部か
ら突出している複数の先端、表面張力下で一定の粘性を有する既知量の液体を保
持することを特徴とする複数の先端、を含むスタンプを提供する。場合により各
先端は二次元アレイに形成され得、そして選択エッチングにより形成され得、ま
たは等方性エッチング技術を用いて、親水性および疎水性構造を定めて形成され
得る。場合により、複数の先端は、異方性エッチング技術(または他の技術)を
用いて、複数の先端の浸漬のレベルを制御するための深度停止部(depth stop)
を含めて形成される。先端は、先端の末端点に酸化物構造を有して形成できる。
スタンプは、1cmの場所に30,000−50,000個の先端を有し得る。
In a further aspect, the invention features a base; and a plurality of tips integrally formed with the base projecting from the base, holding a known amount of liquid having a constant viscosity under surface tension. And a stamp including a plurality of tips. Optionally, each tip can be formed into a two-dimensional array, and can be formed by selective etching, or isotropic etching techniques can be used to define hydrophilic and hydrophobic structures. Optionally, the tips are depth stopped to control the level of immersion of the tips using anisotropic etching techniques (or other techniques).
It is formed including. The tip can be formed with an oxide structure at the terminal point of the tip.
The stamp can have 30,000-50,000 tips at 1 cm locations.

【0012】 さらなる態様では、本発明は、液体の制御された供与のためのスタンプを作出
する方法を提供する。その方法は、半導体物質を提供すること、半導体材料の一
番上の表面にマスクを沈積すること、半導体材料をエッチングして、定めた形を
有する複数の先端を定めること(複数の先端の各々は、表面張力下で一定の粘性
のある既知量の液体を保持することを特徴とする)の、各段階を含む。場合によ
り、この方法には、エッチングに先立ち、半導体材料の一番上の表面に厚い酸化
物を沈積する段階が含まれる。エッチングの段階は、等方性エッチング技術を使
用してシリコン材料をエッチングし、親水性部分と疎水性部分を定める構造を形
成することを含み得る。
In a further aspect, the invention provides a method of producing a stamp for controlled delivery of liquid. The method comprises providing a semiconductor material, depositing a mask on a top surface of the semiconductor material, etching the semiconductor material to define a plurality of tips having a defined shape (each of the plurality of tips). Characterized in that it holds a known amount of liquid of constant viscosity under surface tension)). Optionally, the method includes the step of depositing a thick oxide on the top surface of the semiconductor material prior to etching. The etching step may include etching the silicon material using an isotropic etching technique to form a structure that defines hydrophilic and hydrophobic portions.

【0013】 さらなる態様では、本発明は、表面上に形成された複数の先端を含むスタンプ
;スタンプの表面に形成された複数の先端と相補的な、各々が検知液を保持する
複数のディップウェルを含む流体貯蔵器、流体貯蔵器はさらに複数の微小流体チ
ャネルを含む;検知液を含むディップウェルに一度浸された複数の先端によって
、微小量の検知液が分配される表面を含むセンサープレート、を含み、そうして
バイオ−アレイをセンサープレート上に形成する、バイオ−アレイ製作システム
を提供する。先端は、深度停止部を定めるために、異方性にエッチングされ得る
In a further aspect, the invention provides a stamp comprising a plurality of tips formed on a surface; a plurality of dipwells, each of which holds a sensing liquid, complementary to the plurality of tips formed on the surface of the stamp. A fluid reservoir comprising: a fluid reservoir further comprising a plurality of microfluidic channels; a sensor plate comprising a surface on which a minute amount of sensing liquid is distributed by a plurality of tips once immersed in a dipwell containing a sensing liquid, And thus forming a bio-array on a sensor plate. The tip can be anisotropically etched to define a depth stop.

【0014】 さらなる態様では、システムはセンサープレートの上または近くに、光学的ま
たは電気的検出器のような検出器を含む。
In a further aspect, the system includes a detector, such as an optical or electrical detector, on or near the sensor plate.

【0015】 さらなる態様では、本発明は、シリコン材料で形成され、表面上に形成された
複数の先端を含むスタンプ、スタンプはさらに深度停止部を定める;スタンプの
表面に形成された複数の先端と相補的な、各々が検知液を保持する複数のディッ
プウェルを含む流体貯蔵器、流体貯蔵器はさらに、複数の保持ウェルと流体連通
状態にある複数の微小流体チャネルを含む;検知液を含むディップウェルに一度
浸された複数の先端によって、微小量の検知液が分配される表面を含むセンサー
プレート、を含み、そうしてバイオ−アレイをセンサープレート上に形成する、
バイオ−アレイ製作システムを提供する。
In a further aspect, the present invention provides a stamp formed of a silicon material and including a plurality of tips formed on a surface, the stamp further defining a depth stop; and a plurality of tips formed on the surface of the stamp. Complementary fluid reservoir containing a plurality of dip wells each holding a sensing liquid, the fluid reservoir further comprising a plurality of microfluidic channels in fluid communication with the plurality of holding wells; A sensor plate comprising a surface on which minute amounts of sensing liquid are distributed by the plurality of tips once dipped into the well, thus forming a bio-array on the sensor plate,
A bio-array fabrication system is provided.

【0016】 さらなる態様では、本発明は、液体の制御された供与の方法を提供する。その
方法は、シリコン材料で形成され、表面上に形成された複数の先端を含むスタン
プを提供すること、スタンプはさらに深度停止部を定める;スタンプの表面に形
成された複数の先端と相補的に形成された、各々が検知液を保持する複数のディ
ップウェルを含む流体貯蔵器を提供すること、流体貯蔵器はさらに、複数の保持
ウェルと流体連通状態にある複数の微小流体チャネルを含む;表面を含むセンサ
ープレートを提供すること;検知液を含むディップウェルに複数の先端を浸し、
センサープレートの表面にスタンプすることによって、微小量の検知液をセンサ
ープレートに分配すること、の各段階を含み、そうしてバイオ−アレイをセンサ
ープレート上に形成する。アレイは、一回スタンプするプロセス段階で形成でき
、あるいは複数段階で形成できる。
In a further aspect, the invention provides a method of controlled delivery of liquid. The method provides a stamp formed of a silicon material and including a plurality of tips formed on a surface, the stamp further defining a depth stop; complementary to the plurality of tips formed on the surface of the stamp. Providing a fluid reservoir formed with a plurality of dip wells each holding a sensing liquid, the fluid reservoir further comprising a plurality of microfluidic channels in fluid communication with the plurality of holding wells; Providing a sensor plate containing; dipped multiple tips into a dip well containing the sensing solution;
Dispensing minute amounts of sensing liquid to the sensor plate by stamping on the surface of the sensor plate, thus forming a bio-array on the sensor plate. The array can be formed in a single stamping process step or in multiple steps.

【0017】 図面の簡単な説明 図1は、流体貯蔵器の平面図であり、本発明に従ってその中に形成された複数
のディップウェル、保持ウェルおよび微小流体チャネルを図解する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a plan view of a fluid reservoir illustrating a plurality of dip wells, retention wells and microfluidic channels formed therein in accordance with the present invention.

【0018】 図2−5は、本発明による、微小流体チャネルの作出を含む流体貯蔵器の作出
中に利用される各段階の側面図と平面図を、簡略化して図解する。
2-5 schematically illustrate a side view and a plan view of steps utilized during the creation of a fluid reservoir, including the creation of microfluidic channels, according to the present invention.

【0019】 図6−10は、本発明による、微小流体チャネルの作出を含む第2の実施態様
の流体貯蔵器の作出中に利用される各段階の側面図を、簡略化して図解する。
6-10 schematically illustrate a side view of the stages utilized during the creation of the fluid reservoir of the second embodiment, including the creation of microfluidic channels, in accordance with the present invention.

【0020】 図11−13は、本発明による、チャネル空隙の作出中に利用される各段階の
側面図を、簡略化して図解する。そして、
11-13 illustrate, in simplified form, a side view of the stages utilized during the creation of a channel void, in accordance with the present invention. And

【0021】 図14は、本発明による多層流体貯蔵チップの断面図を、簡略化して図解する
FIG. 14 illustrates a simplified cross-sectional view of a multi-layer fluid storage chip according to the present invention.

【0022】 図15は、本発明による複数の先端を含むスタンプを、簡略化して図解する側
面図である。
FIG. 15 is a simplified side view illustrating a stamp including multiple tips according to the present invention.

【0023】 図16−19は、本発明による複数の先端を含むスタンプの作出中に利用する
各段階の側面図を、簡略化して図解する。
16-19 schematically illustrate side views of steps utilized during the production of a stamp including multiple tips according to the present invention.

【0024】 図20は、本発明によるバイオ−アレイ製作システムのスタンプおよび貯蔵器
を図解する、簡略化した側面図である。
FIG. 20 is a simplified side view illustrating a stamp and reservoir of a bio-array fabrication system according to the present invention.

【0025】 図21は、本発明によるバイオ−アレイ製作システムのスタンプおよびセンサ
ープレート領域を図解する、簡略化した側面図である。
FIG. 21 is a simplified side view illustrating the stamp and sensor plate area of the bio-array fabrication system according to the present invention.

【0026】 図22は、本発明によるバイオ−アレイ製作システムのスタンプを形成する複
数の先端を図解する、拡大側面図である。
FIG. 22 is an enlarged side view illustrating a plurality of tips forming a stamp of a bio-array fabrication system according to the present invention.

【0027】 図23は、本発明によるバイオ−アレイ製作システムの流体貯蔵器の中に形成
されたディップウェルを図解する、拡大側面図である。
FIG. 23 is an enlarged side view illustrating a dip well formed in a fluid reservoir of a bio-array fabrication system according to the present invention.

【0028】 図24は、流体貯蔵器の平面図であり、その中に本発明によるバイオ−アレイ
製作システムの微小液体チャネルが形成されているのを図解する。そして、
FIG. 24 is a plan view of a fluid reservoir, illustrating therein the microfluidic channels of the bio-array fabrication system according to the present invention. And

【0029】 図25は、本発明の複数のバイオ−アレイ部位を図解する、センサープレート
の平面図である。
FIG. 25 is a plan view of a sensor plate illustrating a plurality of bio-array sites of the present invention.

【0030】 図26は、本明細書に記載の「1要素」システムを示す。[0030]   FIG. 26 illustrates a "one element" system described herein.

【0031】 発明の詳細な説明 本発明は、少量の反応性液体を表面に供与してバイオチップを生成させる装置
および方法に関するものである。特に、診断アッセイに使用するための表面に検
知液のアレイ(array)を形成させる装置および方法を開示する。この制御され
た少量の液体の分配により、チップの生産における費用と時間の効率を維持した
ままで、100個以上の試験部位から100万個に達する試験部位が予期される
多数の試験部位を有する、DNAチップのようなチップの作出がなされる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus and method for delivering a small amount of reactive liquid to a surface to produce a biochip. In particular, devices and methods for forming an array of sensing liquids on a surface for use in diagnostic assays are disclosed. This controlled dispensing of small amounts of liquid has a large number of test sites, with more than 100 test sites reaching 1 million test sites, while maintaining cost and time efficiency in chip production. , A chip such as a DNA chip is produced.

【0032】 一般的に、本発明は生物学的アレイ群の迅速で安価な形成を達成するために、
数種の異なる実施態様を提供する。好ましい実施態様では、システムは「1要素
」システムを含む。それは、多数の貯蔵ウェルを片側に有するディスペンサー基
板を含み、貯蔵ウェルはオフセット微小流体チャネルを介して該基板の反対側の
表面上の供与ヘッドに連結されている。貯蔵ウェルの大きさ、ウェル中の試薬の
粘性および表面張力、並びにオフセットチャネルの長さと直径を制御することに
よって、毛管作用と表面張力に基づいて流体を容易に様々なセンサープレートに
供与することができる。
In general, the present invention provides for rapid and inexpensive formation of biological array populations by
Several different embodiments are provided. In the preferred embodiment, the system comprises a "one-element" system. It comprises a dispenser substrate having a number of storage wells on one side, the storage wells being connected via offset microfluidic channels to a donor head on the opposite surface of the substrate. By controlling the size of the storage wells, the viscosity and surface tension of the reagents in the wells, and the length and diameter of the offset channels, fluids can be easily applied to various sensor plates based on capillary action and surface tension. it can.

【0033】 あるいは、本発明は「2要素」システムを提供する。第1の要素は、流体貯蔵
器を含む基板を含む。この流体貯蔵器は貯蔵器として役立つ保持ウェルと、チャ
ネルで連結されたディップウェルを有する。第2の要素は、ディップウェル群に
適合する供与先端群を有するスタンプ用基板を含む。従って、スタンプを流体貯
蔵器に浸し、次いでそれをセンサープレートに接触させることにより、試薬のア
レイ群を作成することができる。
Alternatively, the present invention provides a “two element” system. The first element includes a substrate that includes a fluid reservoir. The fluid reservoir has holding wells that serve as reservoirs and dip wells connected by channels. The second element comprises a stamping substrate having a donor tip group that matches the Dipwell group. Thus, an array of reagents can be created by dipping the stamp into a fluid reservoir and then contacting it with the sensor plate.

【0034】 従って、本発明は生物学的試薬のアレイ群作成用の方法と構成物を提供する。
当業者には了知されるであろうように、生物学的試薬は多様な異なる物質で有り
得る。好ましい実施態様では、生物学的試薬は核酸またはタンパク質である。
Accordingly, the present invention provides methods and compositions for making arrays of biological reagents.
As will be appreciated by those in the art, biological reagents can be a variety of different substances. In a preferred embodiment, the biological reagent is a nucleic acid or protein.

【0035】 本明細書で「核酸」または「オリゴヌクレオチド」または文法的均等物は、一
緒に共有結合されている少なくとも2個のヌクレオチドを意味する。本発明の核
酸は一般にホスホジエステル結合を含むが、場合によっては、下記で概説されて
いる通り、別の主鎖を有し得る核酸類似体が含まれ、例えばホスホルアミド(Be
aucage et al., Tetrahedoron 49 (10) :1925 (1993) およびそれに記載された
参考文献、Letsinger, J. Org. Chem. 35:3800 (1970)、 Sprinzl et al., Eur.
J. Biochem. 81:579 (1977)、 Letsinger et al., Nucl. Acids Res. 14:3487 (1
986)、 Sawai et al., Chem. Lett. 805 (1984)、 Letsinger et al., J. Am. Che
m. Soc. 110:4470 (1988)、 および Pauwels et al., Chemica Scripta 26:141 9
1986))、 ホスホロチオエート (Mag et al., Nucleic Acids Res. 19:1437(1991)
、および米国特許第5,644,048号)、ホスホロジチオエート(Briu et
al., J. Am. Chem. Soc. 111: 2321 (1989)、O−メチルホスホルアミダイト連
鎖(Eckstein、Oligonucleotides and Analogues: A Practical Approach、Oxfo
rd University Press 参照)、およびペプチド核酸主鎖および連鎖(Egholm, J.
Am. Chem. Soc. 114:1895(1992)、Meier et al., Chem. Int. Ed. Engl., 3
1: 1008 (1992), Nielsen, Nature, 365: 566 (1993)、Carlsson et al., Natur
e 380: 207 (1996) 参照、これら全てを引用して説明の一部とする)が含まれる
。他の類似核酸には、正の主鎖(Denpcy et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA,
92: 6097 (1995))、非イオン性主鎖(米国特許第5,386,023号、第5
,637,684号、第5,602,240号、第5,216,141号および
第4,469,863号、Kiedrowshi et al., Angew. Chem. Intl. Ed. Englis
h, 30: 423 (1991)、Letsinger et al., J. Am. Chem. Soc., 110: 4470 (1988)
, Letsinger et al., Nucleoside & Nucleotide, 13: 1597 (1994)、ASCシン
ポジウムシリーズ580、"Carbohydrate Modifications in Antisense Researc
h"、Y.S. Sanghui および P. Dan Cook 編、2および3章、Mesmaeker et al.,
Bioorganic & Medicinal Chem. Lett., 4:395 (1994)、Jeffs et al., J. Biomo
lecular NMR, 34:17 (1994)、Tetrahedron Lett.37: 743 (1996)) および非リボ
ース主鎖、例えば米国特許第5,235,033号および第5,034,506
号、およびASCシンポジウムシリーズ580、"Carbohydrate Modifications
in Antisense Research"、Y.S. Sanghui および P. Dan Cook 編 6および7章
に記載のもの、を伴うものがある。また、1個またはそれ以上の炭素環状糖類を
含む核酸も核酸の定義内に含まれる(Jenkins et al., Chem. Soc. Rev. (1995)
pp 169-176 参照)。いくつかの核酸類似体は、Rawls、C & E News June 2, 19
97 page 35 に記載されている。核酸類似体には、「施錠核酸(locked nucleic
acid)」も含まれる。これらの参考文献は全て引用して説明の一部とする。リボ
ース−リン酸主鎖のこれらの修飾は、電子伝達部分の付加を容易にするため、あ
るいは生理的環境における上記分子の安定性および半減期を増加するために行っ
てもよい。
By “nucleic acid” or “oligonucleotide” or grammatical equivalents herein is meant at least two nucleotides covalently linked together. Nucleic acids of the invention generally include phosphodiester bonds, but in some cases include nucleic acid analogs that may have alternative backbones, such as phosphoramide (Be
aucage et al., Tetrahedoron 49 (10): 1925 (1993) and references therein, Letsinger, J. Org. Chem. 35: 3800 (1970), Sprinzl et al., Eur.
J. Biochem. 81: 579 (1977), Letsinger et al., Nucl. Acids Res. 14: 3487 (1
986), Sawai et al., Chem. Lett. 805 (1984), Letsinger et al., J. Am. Che.
m. Soc. 110: 4470 (1988), and Pauwels et al., Chemica Scripta 26: 141 9
1986)), phosphorothioate (Mag et al., Nucleic Acids Res. 19: 1437 (1991).
, And US Pat. No. 5,644,048), phosphorodithioate (Briu et.
al., J. Am. Chem. Soc. 111: 2321 (1989), O-methyl phosphoramidite chain (Eckstein, Oligonucleotides and Analogues: A Practical Approach, Oxfo).
rd University Press), and peptide nucleic acid backbones and chains (Egholm, J.
Am. Chem. Soc. 114: 1895 (1992), Meier et al., Chem. Int. Ed. Engl., 3
1: 1008 (1992), Nielsen, Nature, 365: 566 (1993), Carlsson et al., Natur.
e 380: 207 (1996), all of which are incorporated by reference. Other similar nucleic acids include positive backbones (Denpcy et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA,
92: 6097 (1995)), nonionic backbone (US Pat. No. 5,386,023, 5th).
, 637,684, 5,602,240, 5,216,141 and 4,469,863, Kiedrowshi et al., Angew. Chem. Intl. Ed. Englis.
h, 30: 423 (1991), Letsinger et al., J. Am. Chem. Soc., 110: 4470 (1988).
, Letsinger et al., Nucleoside & Nucleotide, 13: 1597 (1994), ASC Symposium Series 580, "Carbohydrate Modifications in Antisense Researc
h ", YS Sanghui and P. Dan Cook, Chapters 2 and 3, Mesmaeker et al.,
Bioorganic & Medicinal Chem. Lett., 4: 395 (1994), Jeffs et al., J. Biomo
lecular NMR, 34:17 (1994), Tetrahedron Lett. 37: 743 (1996)) and non-ribose backbones such as US Pat. Nos. 5,235,033 and 5,034,506.
Issue, and ASC Symposium Series 580, "Carbohydrate Modifications
in Antisense Research ", YS Sanghui and P. Dan Cook, eds., chapters 6 and 7. Also included within the definition of nucleic acids are nucleic acids containing one or more carbocyclic saccharides. (Jenkins et al., Chem. Soc. Rev. (1995)
pp 169-176). Some nucleic acid analogs are reviewed by Rawls, C & E News June 2, 19
97 page 35. Nucleic acid analogs include "locked nucleic acid.
acid) ”is also included. All of these references are incorporated by reference. These modifications of the ribose-phosphate backbone may be made to facilitate the addition of electron transfer moieties or to increase the stability and half-life of the molecule in physiological environments.

【0036】 当業者に了知されるであろうように、これらの核酸類似体は全て本発明で使用
され得る。さらに、天然産生の核酸と類似体の混合物が作成され得る。例えば、
伝導性オリゴマーまたは電子伝達部分結合部位では、類似構造が使用され得る。
あるいは、異なる核酸類似体の混合物、および天然産生の核酸と類似体の混合物
も作成され得る。
As will be appreciated by those in the art, all of these nucleic acid analogs can be used in the present invention. In addition, mixtures of naturally occurring nucleic acids and analogs can be made. For example,
Similar structures may be used for the conductive oligomer or electron transfer moiety binding sites.
Alternatively, mixtures of different nucleic acid analogs, and mixtures of naturally occurring nucleic acids and analogs can be made.

【0037】 本明細書で概説するように、核酸は、明記されている通り1本もしくは2本鎖
であるか、または2本鎖もしくは1本鎖の両配列の部分を含み得る。核酸は、ゲ
ノムDNAおよびcDNAの両方のDNA、RNAまたはハイブリッドであり得
、その場合核酸はデオキシリボ−およびリボ−ヌクレオチドの任意の組合わせ、
並びにウラシル、アデニン、チミン、シトシン、グアニン、イノシン、キサンチ
ン、ヒポキサンチン、イソシトシン、イソグアニンなどを含む塩基の任意の組合
わせを含む。ここで使用されている、「ヌクレオシド」の語は、ヌクレオチド並
びにヌクレオシドおよびヌクレオチド類似体、および修飾ヌクレオシド、例えば
アミノ修飾ヌクレオシドを包含する。さらに、「ヌクレオシド」は、非天然産生
類似構造を包含する。従って、例えば各々塩基を含む、ペプチド核酸の個々の単
位は、本明細書ではヌクレオシドと称する。
As outlined herein, a nucleic acid can be single or double stranded as specified, or can include portions of both double stranded or single stranded sequence. The nucleic acid can be DNA, RNA, or hybrid, both genomic DNA and cDNA, where the nucleic acid is any combination of deoxyribo- and ribo-nucleotides,
And any combination of bases including uracil, adenine, thymine, cytosine, guanine, inosine, xanthine, hypoxanthine, isocytosine, isoguanine and the like. As used herein, the term "nucleoside" includes nucleotides and nucleosides and nucleotide analogs, and modified nucleosides such as amino modified nucleosides. In addition, "nucleoside" includes non-naturally occurring analog structures. Thus, individual units of peptide nucleic acid, eg, each containing a base, are referred to herein as nucleosides.

【0038】 本明細書で使用する「タンパク質」または文法的均等語は、タンパク質、オリ
ゴペプチドおよびペプチド、誘導体および類似体を意味し、非天然産生アミノ酸
およびアミノ酸類似体を含むタンパク質および偽ペプチド構造を含む。側鎖は(
R)または(S)いずれの立体配置であってもよい。好ましい実施態様では、ア
ミノ酸は(S)またはL−配置である。
As used herein, “protein” or grammatical equivalents means proteins, oligopeptides and peptides, derivatives and analogs, including protein and pseudopeptide structures, including non-naturally occurring amino acids and amino acid analogs. Including. The side chain is (
The configuration may be either R) or (S). In a preferred embodiment, the amino acids are in the (S) or L-configuration.

【0039】 さらに、反応とアレイに依存して、生物学的試薬は、完全な生体分子または合
成中に付加されたサブユニットであり得る。例えば、核酸の場合、生物学的試薬
はセンサープレートに付加された完全長核酸であり得る。あるいは、本発明はア
レイの合成に使用され得る;例えば、第1のヌクレオチドを伝統的な方法で付加
し、必要に応じて洗浄し、その後第2のヌクレオチドを加えるなどして、アレイ
を段階的に作り出すことができる。
Furthermore, depending on the reaction and the array, the biological reagent can be a complete biomolecule or a subunit added during synthesis. For example, in the case of nucleic acids, the biological reagent can be full length nucleic acid attached to the sensor plate. Alternatively, the present invention can be used in the synthesis of arrays; stepwise arrays can be prepared, eg, by adding a first nucleotide in the traditional manner, washing if necessary, and then adding a second nucleotide, etc. Can be produced.

【0040】 あるいは、通常は「生物学的」と分類されないが、有機化学物質の部分などの
他の材質のアレイを同様に作成できる。
Alternatively, arrays not normally classified as “biological”, but of other materials such as parts of organic chemicals, can be made as well.

【0041】 従って、好ましい実施態様では、本発明は第1の基板を含む「1要素」液体供
与システムを含む。当業者に了知されるであろうように、本明細書に概説する基
板は、シリコンウェハー、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ガラスおよび石英ガラス
などのシリコン、ガリウムヒ素、リン化インジウム、アルミニウム、セラミック
ス、ポリイミド、石英、プラスチック、レジン、並びにポリメタクリル酸メチル
、アクリル、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、
ポリスチレンおよび他のスチレンコポリマー、ポリプロピレン、ポリテトラフル
オロエチレンを含むポリマー、超合金、ジルコニウム合金、スチール、金、銀、
銅、タングステン、モリブデン、タンタル、KOVAR、KEVLAR、KAP
TON、MYLAR、真鍮、サファイヤ、等を含むがこれらに限定されるもので
はない、多様な材料から作成され得る。好ましい実施態様は、利用する試薬に応
じて、シリコンおよびセラミックス材料を利用する。当業者に了知されるであろ
うように、基板を形成する材料は、本明細書に概説する試薬に適合するものであ
るべきである。
Thus, in a preferred embodiment, the present invention comprises a "one-element" liquid dispensing system that includes a first substrate. As will be appreciated by those in the art, the substrates outlined herein include silicon wafers, silicon dioxide, silicon nitride, silicon such as glass and quartz glass, gallium arsenide, indium phosphide, aluminum, ceramics, Polyimide, quartz, plastic, resin, polymethylmethacrylate, acrylic, polyethylene, polyethylene terephthalate, polycarbonate,
Polystyrene and other styrene copolymers, polypropylene, polymers containing polytetrafluoroethylene, superalloys, zirconium alloys, steel, gold, silver,
Copper, tungsten, molybdenum, tantalum, KOVAR, KEVLAR, KAP
It can be made from a variety of materials including, but not limited to, TON, MYLAR, brass, sapphire, and the like. The preferred embodiment utilizes silicon and ceramic materials, depending on the reagents utilized. As will be appreciated by those in the art, the material forming the substrate should be compatible with the reagents outlined herein.

【0042】 この実施態様では、図20に一般的に示すように、基板は2つの表面を含み、
本明細書で一般的に概説するように互いに反対向きである。第1の表面は、複数
の貯蔵ウェルを含む。本明細書の「貯蔵ウェル」は、本明細書で概説するように
、流体の保持のためのチャンバーを意味する。ウェルはアレイの密度と一回の実
施で作成されるアレイの数に応じて、様々な大きさであり得る。
In this embodiment, the substrate comprises two surfaces, as generally shown in FIG.
Opposite of each other as generally outlined herein. The first surface includes a plurality of storage wells. "Storage well" herein means a chamber for holding a fluid, as outlined herein. Wells can be of various sizes, depending on the density of the arrays and the number of arrays created in a single run.

【0043】 基板の第2の表面は複数の供与ヘッド(時には本明細書でペン先または先端と
呼ぶ)を含む。当業者に了知されるであろうように、これらは多様な方法で配置
され得、当分野で既知のように数々の異なる幾何図形的配列を含む。一般的に、
規則的なX−Y配置がなされる。
The second surface of the substrate includes a plurality of dispensing heads (sometimes referred to herein as nibs or tips). As will be appreciated by those in the art, these can be arranged in a variety of ways and include a number of different geometrical arrangements as are known in the art. Typically,
A regular XY arrangement is made.

【0044】 貯蔵ウェルと供与先端は、図26に示すように、微小チャネルを介して連結し
ている。当業者に了知されるであろうように、これは数々の配置でなし得る;重
要なのは、貯蔵器の大きさ、表面張力および供与される流体の粘性、および他の
要素の組合せによって、流体の制御された供与を可能にすることである。一般的
に、図26に示すように、ウェルと対応するヘッドはそれらの間に距離があるよ
うに、「オフセット」である。これは装置を高密度のアレイを作るために使用す
る場合に特に正しい;各先端は1枚の表面上で近接し合って高密度を達成するが
、貯蔵器は他の表面上で広がり得る。
The storage well and the donor tip are connected via a microchannel, as shown in FIG. As will be appreciated by those skilled in the art, this can be done in a number of configurations; importantly, depending on the size of the reservoir, surface tension and viscosity of the fluid to be dispensed, and the combination of other factors, the fluid To allow controlled delivery of. Generally, as shown in FIG. 26, the wells and corresponding heads are “offset” so that there is a distance between them. This is especially true when the device is used to make a dense array; each tip is in close proximity on one surface to achieve high density, but the reservoir may be spread out on the other surface.

【0045】 好ましい実施態様では、1要素システムは2枚の磨いたシリコンウェハーを用
いて作成される;1枚は片側で微小流体チャネルで、そして反対側で供与ヘッド
でくりぬかれており、もう1枚は貯蔵器を有する。あるいは、単一の2面あるシ
リコンウェハーを用いることができる;チャネルは酸化物で被覆した犠牲にする
Al層を用いて作出し得、Al層は続いてウエットエッチングを用いて除去され
る。
In a preferred embodiment, the one-element system is made using two polished silicon wafers; one hollowed with a microfluidic channel on one side and a donor head on the other, and the other one. The sheet has a reservoir. Alternatively, a single two-sided silicon wafer can be used; the channels can be created with a sacrificial Al layer coated with oxide, which Al layer is subsequently removed using a wet etch.

【0046】 一度作出したら、貯蔵器を標準的な技術を用いて満たし、ディスペンサーを1
枚またはそれ以上のセンサープレートに接触させ、アレイを形成する。当業者に
了知されるであろうように、センサープレートは、基板について上記で概説した
ように、ガラス、セラミックス、プラスチックなどを含む多様な材料で構成する
ことができる。いくつかの実施態様では、化学的官能性材料またはヒドロゲルの
ような材料でセンサープレートは被膜されているか、前処理されていて、生物学
的試薬(群)の結合(共有結合の場合もある)が可能になる。
Once created, the reservoir is filled using standard techniques and one dispenser
Contact one or more sensor plates to form an array. As will be appreciated by those skilled in the art, the sensor plate can be constructed of a variety of materials, including glass, ceramics, plastics, etc., as outlined above for substrates. In some embodiments, the sensor plate is coated or pretreated with a chemically functional material or a material such as a hydrogel to bind the biological reagent (s) (which may be covalent). Will be possible.

【0047】 さらなる好ましい実施態様では、本発明は流体貯蔵器および先端のスタンプを
含む2要素システムを提供する。流体貯蔵器は、上記のように、それぞれが微小
流体チャネルで連結されている少なくとも1つの、そして好ましくは複数の保持
ウェルおよびディップウェルを含む基板を含む。
In a further preferred embodiment, the present invention provides a two element system including a fluid reservoir and a tip stamp. The fluid reservoir comprises a substrate containing at least one, and preferably a plurality of holding wells and dip wells, each connected by a microfluidic channel, as described above.

【0048】 好ましい実施態様を図1−14に図解する。図1は、その一部として形成され
た複数のディップウェル、保持ウェルおよび微小流体チャネルを含む流体貯蔵器
を図解する。そして図2−11は、本発明による流体貯蔵器作出の各段階を図解
する。
A preferred embodiment is illustrated in Figures 1-14. FIG. 1 illustrates a fluid reservoir including a plurality of dip wells, retention wells and microfluidic channels formed as part thereof. And Figures 2-11 illustrate the steps of creating a fluid reservoir according to the present invention.

【0049】 ここで図1を参照すると、図解されているのは流体貯蔵器10の平面図であり
、複数のディップウェル12、複数の保持ウェル14、および複数の微小流体チ
ャネル16の配置を図解している。貯蔵器14を標準的な半導体プロセス技術を
用いて形成する。ことさらに、一般的な複数の扇形に広がったボンディング・パ
ッドを含む半導体チップの形成のように、貯蔵器10を複数のウェル12および
14を含めて形成させる。特に、図1で断続線で示すように、大きい流体貯蔵器
として役立ち、流体貯蔵器10の外辺部に形成される保持ウェル14と、流体貯
蔵器10の中心側に形成されるディップウェル12とを流体連通状態にさせるよ
うに、複数の微小流体チャネル16を形成する。典型的に、保持ウェル14は1
00ミクロンのオーダーであり、一方実際のディップウェル12アレイの寸法は
数ミクロンなし数十ミクロンのオーダーである。
Referring now to FIG. 1, illustrated is a plan view of a fluid reservoir 10 illustrating an arrangement of a plurality of dip wells 12, a plurality of holding wells 14, and a plurality of microfluidic channels 16. is doing. The reservoir 14 is formed using standard semiconductor processing techniques. Moreover, the reservoir 10 is formed to include a plurality of wells 12 and 14, as is typical in the formation of semiconductor chips that include a plurality of fanned bond pads. In particular, as shown by the dashed line in FIG. 1, a holding well 14 that serves as a large fluid reservoir and is formed on the outer periphery of the fluid reservoir 10 and a dip well 12 formed on the center side of the fluid reservoir 10. A plurality of microfluidic channels 16 are formed to place and in fluid communication. Typically, the holding well 14 is 1
On the order of 00 microns, the dimensions of an actual Dipwell 12 array are on the order of a few microns to tens of microns.

【0050】 ここで図2−5を参照すると、図解されているのは流体貯蔵器10の1部分で
あり、第1の実施態様の流体貯蔵器10の作出の各段階を示している。図2に図
解するように、半導体材料、特にシリコンウェハー、20は、一番上の表面21
を材料のさらなる沈積に先立ち清浄にして提供される。この開示では、プラスチ
ック、ガラスなどのいかなるタイプの半導体材料も流体貯蔵器10を形成するの
に使用され得ると予想していることが、理解されるべきである。表面21はその
上に二酸化ケイ素のような酸化物層22を形成される。次に、ディップウェル1
2、保持ウェル14およびチャネル16を形成する領域に、アルミニウム材料2
4の層を沈積させる。金属または絶縁性物質のような、選択的にエッチングで除
かれるいかなる他の材料も、材料24として利用できると理解されるべきである
。次に、厚い酸化物または窒化物材料の層26を、シリコン材料20およびアル
ミニウム材料24の表面上に成長させ、こうしてウェル12および14並びにチ
ャネル16に保持されているか、または輸送される流体に対して不活性な表面を
作成する。
Referring now to FIGS. 2-5, illustrated is a portion of the fluid reservoir 10, showing the stages of fabrication of the fluid reservoir 10 of the first embodiment. As illustrated in FIG. 2, the semiconductor material, in particular a silicon wafer, 20 has a top surface 21
Is provided clean prior to further deposition of material. It should be understood that this disclosure contemplates that any type of semiconductor material such as plastic, glass, etc. can be used to form the fluid reservoir 10. The surface 21 has an oxide layer 22 formed thereon, such as silicon dioxide. Next, Dipwell 1
2, aluminum material 2 in the region forming the holding well 14 and the channel 16
Deposit 4 layers. It should be appreciated that any other material that can be selectively etched away, such as metal or an insulating material, can be utilized as material 24. Next, a layer 26 of thick oxide or nitride material is grown on the surface of the silicon material 20 and aluminum material 24, thus for fluids retained or transported in wells 12 and 14 and channel 16. To create an inert surface.

【0051】 ここで図3を参照すると、図2の反対方向からの側断面図に図解されているの
は、流体貯蔵器10の1部分である。図解するように、フォトレジストのような
マスク層28を、酸化物層26の最上部に沈積する。図4に図解するように、マ
スク層28は、保持ウェル14およびディップウェル12を定めるための、酸化
物層26のエッチングをもたらす。図4に図解するように、作出中に、酸化物材
料26をエッチングし、アルミニウム材料24の1部分を露呈させる。次に、ア
ルミニウム材料24をウエットエッチングし、流通微小流体チャネル26を定め
、保持ウェル14およびディップウェル12を流体連通状態に置く。
Referring now to FIG. 3, illustrated in a side cross-sectional view from the opposite direction of FIG. 2 is a portion of fluid reservoir 10. As illustrated, a mask layer 28, such as photoresist, is deposited on top of oxide layer 26. As illustrated in FIG. 4, mask layer 28 provides an etch of oxide layer 26 to define retention well 14 and dip well 12. During fabrication, the oxide material 26 is etched to expose a portion of the aluminum material 24, as illustrated in FIG. The aluminum material 24 is then wet etched to define flow microfluidic channels 26 and place the holding well 14 and dip well 12 in fluid communication.

【0052】 ここで図5を参照すると、平面図に簡略化して図解されているのは流体貯蔵器
10の1部分であり、特に図解されているのは、1個の保持ウェル14、1個の
ディップウェル12および断続線で図解する微小流体チャネル16を含む貯蔵チ
ップである。この実施態様では、流体貯蔵器10は、複数の保持ウェル14、デ
ィップウェル12および微小流体チャネル16を含むことが理解されるべきであ
る。
Referring now to FIG. 5, only a portion of the fluid reservoir 10 is illustrated in simplified form in a plan view, and specifically illustrated is one holding well 14, one 2 is a storage chip including a dip well 12 and a microfluidic channel 16 illustrated by a dashed line. It should be understood that in this embodiment, the fluid reservoir 10 includes a plurality of holding wells 14, dip wells 12 and microfluidic channels 16.

【0053】 ここで図6−10を参照すると、図解されているのは流体貯蔵器10'の1部
分であり、第2の実施態様の流体貯蔵器10'の作出の各段階を示している。図
2−5に図解した要素と同様の全要素は、異なる実施態様であることを示すダッ
シュを付加した同様の数字で示されることに留意すべきである。図6に図解する
ように、シリコンウェハー20'は、一番上の表面21を材料のさらなる沈積に
先立ち清浄にして提供される。シリコンウェハー20'は、その中にチャネル2
5をエッチングされている。表面21'は、チャネル25内を含めて、その上に
二酸化ケイ素のような酸化物層22'を形成される。
Referring now to FIGS. 6-10, illustrated is a portion of the fluid reservoir 10 ′, showing the stages of fabrication of the fluid reservoir 10 ′ of the second embodiment. . It should be noted that all elements similar to those illustrated in FIGS. 2-5 are indicated with similar numbers with a dash added to indicate a different implementation. As illustrated in Figure 6, a silicon wafer 20 'is provided with the top surface 21 cleaned prior to further deposition of material. Silicon wafer 20 'has channel 2 in it
5 is etched. Surface 21 ', including within channel 25, has an oxide layer 22', such as silicon dioxide, formed thereon.

【0054】 ここで図7を参照すると、次にアルミニウム材料24'の層をチャネル25内
を含めて表面21'に沈積させ、アルミニウム材料24'をディップウェル12'
、保持ウェル14'およびチャネル16'を形成させる全領域に沈積させる(現在
考察している)。次に、アルミニウム材料24'を化学機械研磨(CMP)技術
を用いて平坦化し、チャネル25内に沈積した材料24'を残す。図8に図解す
るように、次の厚い酸化物または窒化物材料の層26'をシリコン材料20'およ
びアルミニウム材料24'の表面上に成長させ、こうしてウェル12'および14
'並びにチャネル16'に保持されているか、または輸送される流体に対して不活
性な表面を作成する。
Referring now to FIG. 7, a layer of aluminum material 24 ′ is then deposited on the surface 21 ′, including within the channel 25, and the aluminum material 24 ′ is dipped into the dip well 12 ′.
, Holding well 14 'and channel 16' are deposited over the entire area to be formed (currently under consideration). The aluminum material 24 'is then planarized using a chemical mechanical polishing (CMP) technique, leaving the material 24' deposited in the channel 25. As illustrated in FIG. 8, a next layer of thick oxide or nitride material 26 'is grown on the surface of the silicon material 20' and aluminum material 24 ', thus wells 12' and 14 '.
'As well as being retained in the channels 16' or creating a surface inert to the fluid being transported.

【0055】 ここで図9を参照すると、図6および7の反対方向からの側断面図に図解され
ているのは、流体貯蔵器10'である。図解するように、フォトレジストのよう
なマスク層28'を、酸化物層26'の最上部に沈積させる。図10に図解するよ
うに、マスク層28'は、保持ウェル14'およびディップウェル12'を定める
ための、酸化物層26'のエッチングをもたらす。図10に図解するように、作
出中に、酸化物材料26'をエッチングし、アルミニウム材料24'を露呈させる
。次に、アルミニウム材料24'をウエットエッチングし、微小流体チャネル2
6'を定義し、保持ウェル14'およびディップウェル12'を流体連通状態に置
く。
Referring now to FIG. 9, illustrated in opposite side cross-sections of FIGS. 6 and 7 is a fluid reservoir 10 ′. As illustrated, a mask layer 28 ', such as photoresist, is deposited on top of oxide layer 26'. As illustrated in FIG. 10, the mask layer 28 'results in etching of the oxide layer 26' to define the retention well 14 'and the dip well 12'. During fabrication, the oxide material 26 'is etched to expose the aluminum material 24', as illustrated in FIG. Next, the aluminum material 24 'is wet-etched to form the microfluidic channel 2
6'is defined and the holding well 14 'and the dip well 12' are placed in fluid communication.

【0056】 ここで図11−13を参照すると、断面図に簡略化して図解されているのは、
長いチャネル16が必要で、それゆえにチャネルに含まれるアルミニウム材料2
4のウエットエッチングが困難になっている場合の、貯蔵チップ10の作出方法
の各段階である。この例では、アルミニウム材料24を含むチャネル16の全長
に沿って、酸化物26中に空隙30をエッチングし、アルミニウム材料24に近
づくようにする。 図12に図解するように、アルミニウム材料24をウエット
エッチングで除去し、微小流体連通のためのチャネル16を残す。次に、図13
に図解するように、角蒸発(angular evaporation)または角沈積(angular dep
osition)のどちらかを用いて、酸化物材料32またはDNAと反応しない他の
タイプの材料を酸化物材料26の表面に成長させるか、または沈積させる。この
角沈積または蒸発技術により、酸化物層26の中に形成させたチャネル16にい
かなる酸化物材料32も到達させることなく、空隙30を満たすことが可能にな
る。
Referring now to FIGS. 11-13, a simplified illustration of a cross-sectional view is
A long channel 16 is required and therefore the aluminum material contained in the channel 2
4 is each step of the method for producing the storage chip 10 when the wet etching of No. 4 is difficult. In this example, voids 30 are etched in the oxide 26 along the length of the channel 16 that includes the aluminum material 24 to gain access to the aluminum material 24. As illustrated in FIG. 12, aluminum material 24 is wet etched away, leaving channels 16 for microfluidic communication. Next, FIG.
Angular evaporation or angular deposition (angular dep
of the oxide material 32 or any other type of material that does not react with DNA is grown or deposited on the surface of the oxide material 26. This angular deposition or evaporation technique allows the voids 30 to be filled without any oxide material 32 reaching the channels 16 formed in the oxide layer 26.

【0057】 好ましい実施態様では、保持ウェル14は微小流体チャネル16を通してディ
ップウェル12に流体を供給する。チャネル16を通したそのような流体の送入
を達成するために、流体の送入に毛管作用を利用でき、保持ウェルからディップ
ウェルへの流体の輸送のためにウェルに減圧を使用することができ、あるいは保
持ウェルへの加圧を用いられることを開示する。
In a preferred embodiment, holding well 14 supplies fluid to dip well 12 through microfluidic channel 16. To achieve such fluid delivery through the channel 16, capillary action can be utilized for fluid delivery and reduced pressure can be used in the wells for fluid delivery from the holding well to the dip well. It is possible, or disclosed that pressurization to the holding well is used.

【0058】 ここで図14を参照すると、側断面図に簡略化して図解されているのは、流体
貯蔵チップ10の1部分であり、複数の保持ウェル14およびディップウェル1
2が、保持ウェル14およびディップウェル12を流体連通状態に置くように、
それらの間に複数の微小流体チャネル16を形成されているのを示す。この特別
な実施態様では、シリコンウェハー20内の複数の平面レベルでチャネル16が
形成されているのが図解されている。この複数のレベルによって、流体貯蔵器1
0の総合的な寸法が小さくなる。好ましい実施態様では、好ましい実施態様の流
体貯蔵器10の総合的な寸法は、約2mm四方である。約200μ四方の寸法で
ある中心部には、ディップウェル12が位置する。従って、チャネル16の作出
に複数の平面の高さを利用する場合、2mm四方よりも少ない寸法が、流体貯蔵
器10に与えられ得る。
Referring now to FIG. 14, schematically illustrated in a side cross-sectional view is a portion of a fluid storage chip 10 having a plurality of retention wells 14 and dip wells 1.
2 places the holding well 14 and the dip well 12 in fluid communication,
Shown are a plurality of microfluidic channels 16 formed therebetween. In this particular embodiment, the channels 16 are illustrated as being formed at multiple planar levels within the silicon wafer 20. With this plurality of levels, the fluid reservoir 1
The overall size of 0 is smaller. In the preferred embodiment, the overall dimensions of the preferred embodiment fluid reservoir 10 are about 2 mm square. The dip well 12 is located at the center, which is about 200 μm square. Thus, if multiple planar heights are utilized to create the channels 16, dimensions less than 2 mm square may be provided to the fluid reservoir 10.

【0059】 バイオ−アレイ製作システムの使用中に、流体貯蔵器10に加えて、先端の2
次元アレイが、選択エッチング技術を用いて所望の大きさと形のシリコン材料で
形成される。典型的にDNA研究/診断に利用されるタイプの検知液のような、
ディップウェル12に保持される液体に先端を浸すと、先端は表面張力のために
少量の液体試料を保持する。さらなるスタンプおよびバイオ−アレイ製作システ
ムの使用についての情報は、「液体の制御された供与のためのバイオ−アレイ製
作システムおよび方法」と題し、弁理士明細書番号CR−99−030を有し、
本明細書と同時に出願され、同じ承継人に譲渡され、そして出典明示により本明
細書の一部とする、共に出願中の特許出願、および「液体の制御された供与のた
めのシリコン先端を有するスタンプおよび作出方法」と題し、弁理士明細書番号
CR−99−029を有し、本明細書と同時に出願され、同じ承継人に譲渡され
、そして出典明示により本明細書の一部とする、共に出願中の特許出願の中に見
出される。
During use of the bio-array fabrication system, in addition to the fluid reservoir 10, the tip 2
A dimensional array is formed of silicon material of the desired size and shape using selective etching techniques. Such as the type of sensing solution typically used in DNA research / diagnosis,
When the tip is immersed in the liquid held in the dip well 12, the tip holds a small amount of liquid sample due to surface tension. Further information on the use of stamps and bio-array fabrication systems, entitled "Bio-Array Fabrication Systems and Methods for Controlled Delivery of Liquids", has Patent Attorney Specification No. CR-99-030,
Co-pending patent application filed at the same time as this specification, assigned to the same successor, and incorporated herein by reference, and "having a silicon tip for controlled delivery of liquids" Stamp and method of creation ", having patent attorney docket number CR-99-029, filed concurrently with this specification, assigned to the same successor, and incorporated herein by reference. Both are found in pending patent applications.

【0060】 このように、液体の制御された供与が探求されたバイオ−アレイ製作システム
における使用のための、複数の保持ウェル、ディップウェルおよび微小流体チャ
ネルを含む流体貯蔵器または貯蔵チップを開示する。開示するように、この流体
貯蔵器は、周知のシリコンプロセスの技術を利用する。流体貯蔵器は、タンパク
質およびDNAのハイブリダイゼーションアレイ形成の分野で使用されると予想
される。従って、そのような例はこの開示に包含されると企図している。
Thus, a fluid reservoir or storage chip comprising a plurality of retention wells, dip wells and microfluidic channels is disclosed for use in bio-array fabrication systems sought for controlled delivery of liquids. . As disclosed, this fluid reservoir utilizes well-known silicon process technology. Fluid reservoirs are expected to be used in the field of protein and DNA hybridization array formation. Accordingly, such examples are intended to be encompassed by this disclosure.

【0061】 さらなる好ましい実施態様を、図15−19に示す。特に、図15に図解され
ているのは大型アレイ製作システムの1部分を図解する側面図であり、ことさら
に図解されているのは、一般的に10と表すスタンプであって、その一部として
複数の先端12を含むものである。図解するように、スタンプ10は、半導体工
業技術を利用して形成された、空間的に離れた複数の先端12を含む。特に、こ
の特別な実施態様では、先端12は等方性および異方性エッチング技術を用いて
形成される(現在考察している)。先端12を含むスタンプ10は、好ましくは
シリコン材料で形成される。作出中に、先端12は厚い酸化物または窒化物の層
およびフォトレジストのようなマスクを沈積され、異なるが制御される先端の端
および形を有する先端12の形成を可能にするようにあらかじめ決定した条件下
で、ウエットおよびドライエッチングを受けることにより形成される。先端12
は、現在考察しているように、一定の粘性の流体に浸されると、表面張力の結果
として、少量の液体、特に検知液、を保持することができる(図5に図解)。
Further preferred embodiments are shown in Figures 15-19. In particular, illustrated in FIG. 15 is a side view illustrating a portion of a large array fabrication system, and further illustrated is a stamp, generally designated 10, as part thereof. It includes a plurality of tips 12. As illustrated, the stamp 10 includes a plurality of spatially separated tips 12 formed utilizing semiconductor industry technology. In particular, in this particular embodiment, the tip 12 is formed using isotropic and anisotropic etching techniques (currently under consideration). Stamp 10 including tip 12 is preferably formed of a silicon material. During fabrication, the tip 12 is deposited with a thick oxide or nitride layer and a mask such as photoresist, predetermined to allow the formation of the tip 12 with different but controlled tip edges and shapes. It is formed by subjecting to wet and dry etching under the above conditions. Tip 12
As currently considered, when immersed in a fluid of constant viscosity, they can retain a small amount of liquid, especially sensing liquid, as a result of surface tension (illustrated in Figure 5).

【0062】 ここで図16−19を参照すると、図解されているのは、液体の制御された供
与のためのシリコン先端を有するスタンプの製造に必要とされる、様々な段階で
ある。特に、図解されているのはスタンプ10の1部分であり、スタンプ10の
一部として形成される複数の先端12の一部として含まれる単一の先端12の作
出を図解している。以前に言及したように、先端12の二次元アレイが選択エッ
チング技術を用いて必要な大きさと形のシリコン材料で形成される。先端12は
、典型的にはDNA研究/診断に利用されるタイプの検知液のような液体に浸さ
れると、表面張力のために少量の試料を保持する。
Referring now to FIGS. 16-19, illustrated are the various steps required to make a stamp having a silicon tip for controlled delivery of liquid. In particular, illustrated is a portion of stamp 10, illustrating the creation of a single tip 12 included as part of a plurality of tips 12 formed as part of stamp 10. As previously mentioned, a two-dimensional array of tips 12 is formed using the selective etching technique in a silicon material of the required size and shape. The tip 12 retains a small sample due to surface tension when immersed in a liquid, such as a sensing liquid typically of the type utilized in DNA research / diagnosis.

【0063】 再度図16−19を参照すると、拡大側断面図に図解されているのはスタンプ
10の1部分であり、単一の先端12の作出を図解している。図解するように、
先端12は等方性および異方性エッチング技術を用いて形成される。スタンプ1
0は、ことさらにそこから突出している先端12を有する基部14で形成される
(図15に図解)。図16に図解するように、スタンプ10作出の第1段階は、
基部14を形成するシリコン材料を提供することである。基部14にはシリコン
材料16が含まれ、その上に一番上の表面17、二酸化ケイ素18および、フォ
トレジストのようなマスク20を形成させる。
Referring again to FIGS. 16-19, illustrated in an enlarged side cross-sectional view is a portion of stamp 10, illustrating the creation of a single tip 12. As illustrated,
The tip 12 is formed using isotropic and anisotropic etching techniques. Stamp 1
The 0 is formed by a base 14 having a tip 12 protruding therefrom (illustrated in FIG. 15). As illustrated in FIG. 16, the first stage of creating the stamp 10 is
Providing the silicon material that forms the base 14. The base 14 includes a silicon material 16 upon which a top surface 17, silicon dioxide 18 and a mask 20, such as photoresist, are formed.

【0064】 ここで図17を参照すると、示すように二酸化ケイ素18を選択的にシリコン
材料16までエッチングし、フォトレジストまたはマスク20を選択エッチング
に続いて除去する。図18に図解するように、等方性エッチングを利用して角の
ある部分22を形成し、こうして尖った構造を形成し、そして図19に図解する
ように、異方性エッチングを利用して垂直の側面24を形成し、かくして深度停
止部(現在考察している)をもたらし、先端12間のピッチをより狭くさせる。
この一連の選択エッチング技術により、伝統的な材料を用いてよく定めた形と大
きさの先端12がもたらされ、他の電子工学との統合も容易になる。好ましい実
施態様では、先端12は5μm−1mm、好ましくは30μmまたはそれ以下、
の範囲のピッチで間隔をあける。このピッチ間隔で、1x1cmの場所に30,
000−50,000個の先端12が置かれるようになる。
Referring now to FIG. 17, the silicon dioxide 18 is selectively etched down to the silicon material 16 and the photoresist or mask 20 is removed following the selective etching, as shown. As illustrated in FIG. 18, isotropic etching is used to form the angled portion 22, thus forming a pointed structure, and as illustrated in FIG. 19, anisotropic etching is used. It forms a vertical side 24, thus providing a depth stop (currently under consideration) and a narrower pitch between the tips 12.
This array of selective etching techniques results in well-defined shapes and sizes of tips 12 using traditional materials and facilitates integration with other electronics. In a preferred embodiment, the tip 12 is 5 μm-1 mm, preferably 30 μm or less,
Space at a pitch in the range. With this pitch interval, 30 at 1x1 cm,
000-50,000 tips 12 will be placed.

【0065】 この特別な実施態様では、各先端12は、基部14に実質的に垂直な側面24
、および先端12の末端点28を定める点に至る角のある部分22を有して形成
される。先端12は検知液が正確に付着するようにするために形成される。別の
実施態様では、二酸化ケイ素18は末端点28に残ったままであり、従って検知
液が付着する領域が大きくなる。二酸化ケイ素18を特に挙げているが、他の酸
化物、窒化物または金属を使用できることを理解すべきである。末端点28に残
ったままのこの材料によって、一定の液体と共に使用するのに適する親水性およ
び疎水性の部分または領域を定めることができる。例えば、先端12の末端点2
8に付着するDNA含有液の量をうまく制御するために、角のある部分22、側
面24および表面30が疎水性部分を得るように処理できる。
In this particular embodiment, each tip 12 has a side surface 24 that is substantially perpendicular to the base 14.
, And an angled portion 22 to a point defining an end point 28 of the tip 12. The tip 12 is formed so that the detection liquid can be accurately attached. In another embodiment, the silicon dioxide 18 remains at the end points 28, thus providing a larger area for the sensing liquid to adhere. Although silicon dioxide 18 is specifically mentioned, it should be understood that other oxides, nitrides or metals can be used. This material, which remains at the end point 28, allows for the definition of hydrophilic and hydrophobic moieties or regions suitable for use with certain liquids. For example, the end point 2 of the tip 12
In order to better control the amount of DNA-containing liquid that attaches to the horns 8, the angled portions 22, sides 24 and surface 30 can be treated to obtain hydrophobic portions.

【0066】 この特別な実施態様では、図19に図解するように、作出プロセスの間に、基
部14の表面30から先端12の末端点28までを測定した特定の高さ「h」を
有する先端12が形成される。この特定の深さの寸法によって、スタンプをディ
ップウェルと呼ばれる相補的に形成されたウェル構造に典型的に含まれる検知液
に浸すときに、停止点がもたらされる。図19に図解するように、検知液32は
、表面張力のために先端12の末端点28に付着する。この深さの寸法により、
先端12の末端点28の、検知液32への正確な「浸し」がもたらされる。図解
するように、残りの二酸化ケイ素18は末端点28から除去されていることを理
解すべきである。
In this particular embodiment, as illustrated in FIG. 19, a tip having a particular height “h” measured from surface 30 of base 14 to end point 28 of tip 12 during the fabrication process. 12 is formed. This particular depth dimension provides a stopping point when the stamp is submerged in the sensing liquid typically contained in a complementary formed well structure called a dip well. As illustrated in FIG. 19, the sensing liquid 32 adheres to the end point 28 of the tip 12 due to surface tension. With this depth dimension,
A precise “dip” of the end point 28 of the tip 12 into the sensing liquid 32 is provided. It should be understood that the remaining silicon dioxide 18 has been removed from the end points 28, as illustrated.

【0067】 あるいは、図15に図解するように、スタンプ10の表面26は、相補的に形
成されたウェル構造に典型的に含まれる検知液にスタンプ10を浸すときに、停
止点をもたらす。特に、スタンプ10の表面26が複数のディップウェルを含む
流体貯蔵チップの表面に触れ、末端点28が検知液中に正確に置かれるようにな
る。
Alternatively, as illustrated in FIG. 15, the surface 26 of the stamp 10 provides a stopping point when the stamp 10 is immersed in a sensing liquid typically contained in a complementary formed well structure. In particular, the surface 26 of the stamp 10 contacts the surface of a fluid storage chip containing a plurality of dip wells so that the end point 28 is accurately placed in the sensing liquid.

【0068】 操作の間に、スタンプ10は、相補的に形成した流体貯蔵器、特にディップウ
ェル、に浸され、スタンプ10の表面26および貯蔵チップの表面または他の類
似の深度停止部の接触のために正しい位置を取る。図中に貯蔵チップに対するス
タンプ10の正確な位置取りを可能にする特定のタイプの停止方法を図解するが
、貯蔵チップの窪んだ部分に載るスタンプ10からの突出部などの、貯蔵チップ
に対してスタンプ10を置くための別の手段が、この開示では予想されているこ
とを理解すべきである。次に、先端12の大きさと形に依存して、検知液32を
先端12の末端点28に付着させる。一度規定量の検知液32が先端12に付着
したら、スタンプ10をセンサープレート(記載せず)に対して置く。センサー
プレートは、一度スタンプされると、多数の試験部位を提供する。センサープレ
ートの表面上の試験部位の密度を高めようとするために、複数回のスタンプ行為
を利用できることを理解すべきである。従って、液体の制御された供与のための
シリコン先端を備えたスタンプ、およびバイオ−アレイ製作システムにおける使
用のためのスタンプの作出法を開示している。開示のように、このシステムは周
知のシリコンプロセスの技術を利用している。スタンプは、タンパク質およびD
NAハイブリダイゼーションアレイ形成のような大分子の接着現象のための大型
アレイ形成の分野での使用が予想される。従って、そのような例はこの開示に包
含されると企図している。
During operation, the stamp 10 is dipped into a complementarily formed fluid reservoir, in particular a dip well, for contact of the surface 26 of the stamp 10 and the surface of the storage tip or other similar depth stop. Take the right position for. Illustrated in the figure is a particular type of stopping method that allows for accurate positioning of the stamp 10 relative to the storage chip, but with respect to the storage chip, such as a protrusion from the stamp 10 that rests on a recessed portion of the storage chip. It should be understood that other means for placing the stamp 10 are envisioned in this disclosure. Next, depending on the size and shape of the tip 12, the sensing liquid 32 is attached to the end point 28 of the tip 12. Once the specified amount of the detection liquid 32 has adhered to the tip 12, the stamp 10 is placed on the sensor plate (not shown). The sensor plate, once stamped, provides multiple test sites. It should be appreciated that multiple stamping acts can be utilized to try to increase the density of test sites on the surface of the sensor plate. Accordingly, a stamp with a silicon tip for controlled delivery of a liquid and a method of making the stamp for use in a bio-array fabrication system are disclosed. As disclosed, this system utilizes well-known silicon process technology. Stamps are protein and D
It is envisioned for use in the field of large array formation for large molecule adhesion events such as NA hybridization array formation. Accordingly, such examples are intended to be encompassed by this disclosure.

【0069】 さらなる好ましい実施態様を図20−25に示す。図20−24は、バイオ−
アレイ製作システムを構成する複数の要素、および本発明による液体の制御され
た供与のためのバイオ−アレイ製作システムの使用法を図解する。特に、図20
に図解されているのは、一般に10と表され、スタンプ12および流体貯蔵器1
4を含むバイオ−アレイ製作システムの1部分を図解する側面図である。スタン
プ12は複数の先端16(現在考察している)を含む。流体貯蔵器14は、検知
液20を「保持する」ために、その中に形成された複数のディップウェル18(
現在考察している)および複数の保持ウェル(記載せず)を含む。ディップウェ
ル18は、流体貯蔵器14の中に形成され、ディップウェル18と保持ウェルを
連結している複数の微小流体チャネル(記載せず)を通して、検知液を「送入さ
れる」ことを理解すべきである。
A further preferred embodiment is shown in Figures 20-25. Figures 20-24 show bio-
1 illustrates a plurality of components that make up an array fabrication system and use of the bio-array fabrication system for controlled delivery of liquids according to the present invention. In particular, FIG.
Illustrated in FIG. 1 is generally designated as 10, stamp 12 and fluid reservoir 1
FIG. 4 is a side view illustrating a portion of a bio-array fabrication system including # 4. Stamp 12 includes a plurality of tips 16 (currently under consideration). The fluid reservoir 14 has a plurality of dip wells 18 (formed therein) to "hold" the sensing liquid 20.
(Currently being considered) and multiple retention wells (not shown). It is understood that the dip well 18 is formed in the fluid reservoir 14 and is “pumped” with the sensing liquid through a plurality of microfluidic channels (not shown) connecting the dip well 18 and the holding well. Should.

【0070】 図解するように、スタンプ12は、半導体製造技術を利用して形成される、間
隔が離れた複数の先端16を含む。特に、この特別な実施態様では、先端16は
、等方性および異方性エッチング技術を利用して形成される。スタンプ12およ
びことさらに先端16は、シリコンで形成される。作出中に、先端16は、酸化
物または窒化物のマスクを沈積され、異なるが制御される先端の端および形を有
する先端16の形成を可能にするようにあらかじめ決定した条件下で、ウエット
およびドライエッチングを受けることにより形成される。先端16は、現在考察
しているように、一定の粘性の流体に浸されると、表面張力の結果として、少量
の液体、特に検知液20、を保持することができる。
As illustrated, the stamp 12 includes a plurality of spaced apart tips 16 formed utilizing semiconductor manufacturing techniques. In particular, in this particular embodiment, the tip 16 is formed utilizing isotropic and anisotropic etching techniques. Stamp 12 and, in addition, tip 16 are formed of silicon. During fabrication, the tip 16 is deposited with an oxide or nitride mask, wet and under predetermined conditions to allow the formation of the tip 16 with different but controlled tip edges and shapes. It is formed by subjecting it to dry etching. The tip 16 can retain a small amount of liquid, particularly the sensing liquid 20, as a result of surface tension when immersed in a constant viscous fluid, as currently considered.

【0071】 一般的に、先端16の二次元アレイは、選択エッチング技術を用いて所望の大
きさと形のシリコンで形成される。先端16は、典型的にDNA研究/診断に利
用するタイプの検知液20のような液体に浸されると、表面張力のために少量の
液体試料を保持する。
Generally, the two-dimensional array of tips 16 is formed of silicon of the desired size and shape using selective etching techniques. The tip 16 retains a small liquid sample due to surface tension when immersed in a liquid, such as a sensing liquid 20 of the type typically used in DNA research / diagnosis.

【0072】 ここで流体貯蔵器14を参照すると、上述した流体貯蔵器14は、複数のディ
ップウェル18および複数の保持ウェル(記載せず)を含んで形成される。ディ
ップウェル18は、検知液20を保持するように形成され、複数の微小流体チャ
ネル22(現在考察している)を通して、検知液を送入される。使用中に、先端
16は使用に応じた検知液20を保持するディップウェル18に浸される。異な
る先端16に異なる検知または試料液を獲得するためには、各先端が浸されるデ
ィップウェル18は、正しい液体20を含まなければならない。このことは、異
なる液体を保持できる小さいウェルのアレイを形成することにより達成される。
先端16とディップウェル18の間隔によって図解するように、流体貯蔵器14
は、スタンプ12と相補的に形成される。
Referring now to the fluid reservoir 14, the fluid reservoir 14 described above is formed including a plurality of dip wells 18 and a plurality of holding wells (not shown). The dip well 18 is formed to hold a sensing liquid 20 and is pumped with the sensing liquid through a plurality of microfluidic channels 22 (currently under consideration). During use, the tip 16 is dipped into a dip well 18 that holds a sensing liquid 20 for use. In order to obtain different sensing or sample liquids on different tips 16, the dip well 18 in which each tip is dipped must contain the correct liquid 20. This is accomplished by forming an array of small wells that can hold different liquids.
Fluid reservoir 14 as illustrated by the spacing between tip 16 and dip well 18.
Are formed to be complementary to the stamp 12.

【0073】 ここで図21を参照すると、簡略化した図に図解されているのは、スタンプ1
2および検知領域またはセンサープレート30である。センサープレート30は
、その上にバイオ−アレイパターンが形成される材料として定義される。バイオ
−アレイセンサープレートの作出中に、その中に形成された数千の先端16を有
するスタンプ12は、上述のように貯蔵器14に対して整列し、検知液を取り上
げ、その後スタンプ12はセンサープレート30に対して整列し、一回のスタン
プ段階でセンサープレート30に数千の異なる検知液を同時に移す。
Referring now to FIG. 21, illustrated in a simplified diagram is stamp 1
2 and the sensing area or sensor plate 30. The sensor plate 30 is defined as the material on which the bio-array pattern is formed. During production of the bio-array sensor plate, a stamp 12 having thousands of tips 16 formed therein is aligned with a reservoir 14 and picks up a sensing liquid as described above, after which the stamp 12 is a sensor. Aligned to plate 30 and simultaneously transferred thousands of different sensing liquids to sensor plate 30 in one stamping step.

【0074】 ここで図22を参照すると、拡大側断面図に図解されているのはスタンプ12
の1部分であり、先端16を含む。図解するように、スタンプ16は、先端16
を形成するのに等方性および異方性エッチング技術を用いて形成される。スタン
プ12は、ことさらに、そこから突出している先端16を有する基部32を有し
て形成される。作出中に、先端16は、図解のように基部32の表面34から先
端16の末端点までを測定した特定の高さ「h」を有して形成される。図3に図
解するように、検知液20は表面張力のために先端16の末端点36に付着する
Referring now to FIG. 22, stamp 12 illustrates in an enlarged side cross-sectional view.
And includes the tip 16. As illustrated, the stamp 16 has a tip 16
Is formed using isotropic and anisotropic etching techniques. The stamp 12 is further formed with a base 32 having a tip 16 protruding therefrom. During fabrication, the tip 16 is formed with a particular height "h" measured from the surface 34 of the base 32 to the end point of the tip 16 as illustrated. As illustrated in FIG. 3, the sensing liquid 20 adheres to the end point 36 of the tip 16 due to surface tension.

【0075】 この特定の実施態様では、各先端16は、基部32に実質的に垂直な側面38
、および先端16の末端点36を定める点に至る、角のある部分40を有して形
成される。先端16は検知液20が正確に付着するようにするために形成される
In this particular embodiment, each tip 16 has a side surface 38 that is substantially perpendicular to the base 32.
, And with an angled portion 40 to a point defining the end point 36 of the tip 16. The tip 16 is formed so that the detection liquid 20 can be accurately attached.

【0076】 ここで図23および24を参照すると、図解されているのは、ディップウェル
18の形成を示す流体貯蔵器14の1部分の側断面図、およびディップウェル1
8と複数の微小流体チャネル22(現在考察している)の配置を図解する流体貯
蔵器14の平面図である。流体貯蔵器14は、標準的な半導体プロセス技術を用
いて形成される。特に、図24に図解するように、流体貯蔵器14は複数のディ
ップウェル18を含めて形成され、一般的に複数の扇形に広がったボンディング
・パッドを含む半導体チップの形成に似ている。特に、貯蔵器14の周りに形成
される大きい流体貯蔵器50または保持ウェルと流体連通状態にあるように、複
数の微小流体チャネル22を形成する。典型的に、保持ウェル50は100ミク
ロンのオーダーであり、一方実際のアレイの寸法は数十ミクロンのオーダーであ
り得る。
Referring now to FIGS. 23 and 24, illustrated are side cross-sectional views of a portion of fluid reservoir 14 showing formation of dip well 18, and dip well 1.
8 is a plan view of a fluid reservoir 14 illustrating an arrangement of 8 and a plurality of microfluidic channels 22 (currently under consideration). Fluid reservoir 14 is formed using standard semiconductor processing techniques. In particular, as illustrated in FIG. 24, the fluid reservoir 14 is formed to include a plurality of dip wells 18, generally similar to forming a semiconductor chip that includes a plurality of fanned bond pads. In particular, a plurality of microfluidic channels 22 are formed so as to be in fluid communication with a large fluid reservoir 50 or holding well formed around reservoir 14. Retention wells 50 are typically on the order of 100 microns, while actual array dimensions can be on the order of tens of microns.

【0077】 図24に図解するように、流体貯蔵器14、特にディップウェル18は、深さ
「h」を有して形成される。深さ「h」は、上述のようにスタンプ12の深さ「
h」に相補的である。この同じ深さの寸法により、先端16の末端点36を検知
液20に正確に「浸す」ことができる。さらに、流体貯蔵器14の表面52が、
スタンプ12がディップウェル18に浸されたときの停止点を提供する。特に、
スタンプ12の表面34が流体貯蔵器14の表面52に接触することにより、検
知液20中に末端点36を正確に置けるようになる。図解するように、検知液2
0は微小流体チャネル22を通してディップウェル18に送入される。この特定
の実施態様では、保持ウェル50が単一のディップウェル18または複数のディ
ップウェル18のために働き得ること、および装置の特定の適用に応じて各ディ
ップウェル18が異なる検知液20を保持できるように、より多数の保持ウェル
50を提供できるとこの開示で予想されていること、を理解するべきである。
As illustrated in FIG. 24, the fluid reservoir 14, and in particular the dip well 18, is formed with a depth “h”. The depth “h” is the depth “h” of the stamp 12 as described above.
is complementary to "h". This same depth dimension allows the end point 36 of the tip 16 to be accurately “immersed” in the sensing liquid 20. Further, the surface 52 of the fluid reservoir 14
It provides a stopping point when the stamp 12 is dipped into the dip well 18. In particular,
Contact of the surface 34 of the stamp 12 with the surface 52 of the fluid reservoir 14 allows for accurate placement of the end point 36 in the sensing liquid 20. As illustrated, the detection liquid 2
0 is pumped into the dip well 18 through the microfluidic channel 22. In this particular embodiment, holding wells 50 can serve for a single dip well 18 or multiple dip wells 18, and each dip well 18 holds a different sensing solution 20, depending on the particular application of the device. It should be understood that this disclosure anticipates that a greater number of retention wells 50 can be provided, as possible.

【0078】 操作中に、スタンプ12は、貯蔵器14、特にディップウェル18に浸され、
スタンプ12の表面34と貯蔵器14の表面52の接触のために正確に置かれる
。図中に貯蔵器14に対してスタンプ12を正確に置けるようにする特定のタイ
プの停止方法を図解するが、貯蔵器14の窪んだ部分に載るスタンプ12からの
突出部などの、流体貯蔵器14に対してスタンプ12を置くための別の手段がこ
の開示で予想されていることを理解すべきである。次に、検知液20を各先端1
6に付着させる。一度規定量の検知液20が先端16に付着したら、スタンプ1
2をセンサープレート30に対して置く。図6に図解するように、センサープレ
ート30は、一度スタンプされると、多数の試験部位60を提供する。センサー
プレート30の表面61上の試験部位60の密度を高めようとするために、複数
回のスタンプ行為を利用できることを理解すべきである。
In operation, the stamp 12 is dipped into a reservoir 14, in particular a dip well 18,
Accurate placement due to contact between surface 34 of stamp 12 and surface 52 of reservoir 14. Although illustrated in the figure is a particular type of stopping method that allows the stamp 12 to be accurately positioned relative to the reservoir 14, such as a fluid reservoir, such as a protrusion from the stamp 12 that rests on a recessed portion of the reservoir 14. It should be understood that other means for placing the stamp 12 relative to 14 are envisioned in this disclosure. Next, the detection liquid 20 is added to each tip 1
Attach to 6. Once the specified amount of the detection liquid 20 has adhered to the tip 16, the stamp 1
Place 2 against sensor plate 30. As illustrated in FIG. 6, the sensor plate 30, once stamped, provides multiple test sites 60. It should be appreciated that multiple stamping actions can be utilized to try to densify the test sites 60 on the surface 61 of the sensor plate 30.

【0079】 このように、バイオ−アレイ製作用のシステムと、制御される量の液体を表面
上に供与してバイオ−アレイを形成する方法を開示する。開示のように、このシ
ステムは周知のシリコンプロセス技術を利用する。このシステムはタンパク質、
RNAおよびDNAのハイブリダイゼーションアレイ形成における使用を予想さ
れている。従って、そのような例はこの開示に包含されると企図している。
Thus, a system for bio-array fabrication and a method of delivering a controlled amount of liquid onto a surface to form a bio-array are disclosed. As disclosed, this system utilizes well-known silicon process technology. This system is a protein,
It is expected to be used in RNA and DNA hybridization array formation. Accordingly, such examples are intended to be encompassed by this disclosure.

【0080】 引用した全参照文献を、出典明示により本明細書の一部とする。[0080]   All cited references are incorporated herein by reference.

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

【図1】 流体貯蔵器の平面図である。FIG. 1 is a plan view of a fluid reservoir.

【図2】 流体貯蔵器の作出中に利用される段階の側面図を、簡略化したも
のである。
FIG. 2 is a simplified side view of the steps utilized during fabrication of a fluid reservoir.

【図3】 流体貯蔵器の作出中に利用される段階の側面図を、簡略化したも
のである。
FIG. 3 is a simplified side view of the steps utilized during fabrication of a fluid reservoir.

【図4】 流体貯蔵器の作出中に利用される段階の側面図を、簡略化したも
のである。
FIG. 4 is a simplified side view of the steps utilized during fabrication of a fluid reservoir.

【図5】 流体貯蔵器の作出中に利用される段階の平面図を、簡略化したも
のである。
FIG. 5 is a simplified plan view of the stages utilized during fabrication of the fluid reservoir.

【図6】 流体貯蔵器の作出中に利用される段階の平面図を、簡略化したも
のである。
FIG. 6 is a simplified plan view of the stages utilized during fabrication of the fluid reservoir.

【図7】 流体貯蔵器の作出中に利用される段階の平面図を、簡略化したも
のである。
FIG. 7 is a simplified plan view of the stages utilized during fabrication of the fluid reservoir.

【図8】 流体貯蔵器の作出中に利用される段階の平面図を、簡略化したも
のである。
FIG. 8 is a simplified plan view of the stages utilized during fabrication of the fluid reservoir.

【図9】 流体貯蔵器の作出中に利用される段階の平面図を、簡略化したも
のである。
FIG. 9 is a simplified plan view of the stages utilized during fabrication of the fluid reservoir.

【図10】 流体貯蔵器の作出中に利用される段階の平面図を、簡略化した
ものである。
FIG. 10 is a simplified plan view of the stages utilized during fabrication of the fluid reservoir.

【図11】 チャネル空隙の作出中に利用される段階の側面図を、簡略化し
たものである。
FIG. 11 is a simplified side view of the steps utilized during the creation of channel voids.

【図12】 チャネル空隙の作出中に利用される段階の側面図を、簡略化し
たものである。
FIG. 12 is a simplified side view of the steps utilized during the creation of channel voids.

【図13】 チャネル空隙の作出中に利用される段階の側面図を、簡略化し
たものである。
FIG. 13 is a simplified side view of the steps utilized during the creation of channel voids.

【図14】 多層流体貯蔵チップの、簡略化した断面図である。FIG. 14 is a simplified cross-sectional view of a multi-layer fluid storage chip.

【図15】 複数の先端を含むスタンプの側面図を、簡略化したものである
FIG. 15 is a simplified side view of a stamp including multiple tips.

【図16】 複数の先端を含むスタンプの作出中に利用する段階の側面図を
、簡略化したものである。
FIG. 16 is a simplified side view of the steps used during production of a stamp including multiple tips.

【図17】 複数の先端を含むスタンプの作出中に利用する段階の側面図を
、簡略化したものである。
FIG. 17 is a simplified side view of the steps used during production of a stamp including multiple tips.

【図18】 複数の先端を含むスタンプの作出中に利用する段階の側面図を
、簡略化したものである。
FIG. 18 is a simplified side view of the steps used during production of a stamp including multiple tips.

【図19】 複数の先端を含むスタンプの作出中に利用する段階の側面図を
、簡略化したものである。
FIG. 19 is a simplified side view of the steps used during production of a stamp including multiple tips.

【図20】 バイオ−アレイ製作システムのスタンプおよび貯蔵器の側面図
を、簡略化したものである。
FIG. 20 is a simplified side view of a bio-array fabrication system stamp and reservoir.

【図21】 バイオ−アレイ製作システムのスタンプおよびセンサープレー
ト領域の側面図を、簡略化したものである。
FIG. 21 is a simplified side view of the stamp and sensor plate area of the bio-array fabrication system.

【図22】 バイオ−アレイ製作システムのスタンプを形成する複数の先端
の、拡大側面図である。
FIG. 22 is an enlarged side view of a plurality of tips forming a stamp of a bio-array fabrication system.

【図23】 バイオ−アレイ製作システムの流体貯蔵器の中に形成されたデ
ィップウェルの、拡大側面図である。
FIG. 23 is an enlarged side view of a dip well formed in a fluid reservoir of a bio-array fabrication system.

【図24】 流体貯蔵器の平面図である。FIG. 24 is a plan view of a fluid reservoir.

【図25】 センサープレートの平面図である。FIG. 25 is a plan view of a sensor plate.

【図26】 「1要素」システムを示す。FIG. 26 shows a “one element” system.

───────────────────────────────────────────────────── 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 37/00 102 C12N 15/00 F (31)優先権主張番号 09/466,314 (32)優先日 平成11年12月17日(1999.12.17) (33)優先権主張国 米国(US) (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE,TR),OA(BF ,BJ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW, ML,MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,G M,KE,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ ,UG,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ, MD,RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM, AT,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,B Z,CA,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK ,DM,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE, GH,GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,J P,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR ,LS,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK, MN,MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,R O,RU,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ, VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 ジョージ・エヌ・マラカス アメリカ合衆国85048−9512アリゾナ州フ ェニックス、イースト・ビッグホーン・ア ベニュー2613番 (72)発明者 クマー・シララギ アメリカ合衆国85226アリゾナ州チャンド ラー、ノース・フローレンス・ドライブ 961番 (72)発明者 ジョン・トレセック・ジュニア アメリカ合衆国85048アリゾナ州フェニッ クス、アパートメント3027、レイクウッ ド・パークウェイ・イースト3830番 Fターム(参考) 4B024 AA11 CA09 HA14 HA19 4B029 AA21 AA23 BB20 CC03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G01N 37/00 102 C12N 15/00 F (31) Priority claim number 09/466, 314 (32) Priority date December 17, 1999 (December 17, 1999) (33) Priority claiming countries United States (US) (81) Designated countries EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE, TR), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, LS, MW, MZ, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ , T M), AE, AG, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, BZ, CA, CH, CN, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DZ, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT , LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, MZ, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72) Inventor George N Maracas United States 85048-9512 East Bighorn Avenue 2613 (Phoenix, Arizona) 72) Inventor Kumar Siraragi United States 85226 961, North Florence Drive, Chandler, Ariz. John Tressec, Jr. United States 85048 Apartment 3027, Lakewood Parkway East, 3830 F-Term (Reference) 4B024 AA11 CA09, Phenix, Arizona HA14 HA19 4B029 AA21 AA23 BB20 CC03

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 a)少なくとも1つの保持ウェル; b)少なくとも1つのディップウェル;および c)該保持ウェルと該ディップウェルとを連結している少なくとも1つの微小流 体チャネル、 を含む第1の基板を含む流体貯蔵器を含む装置。1. A) at least one holding well; b) at least one dip well; and c) at least one microflow connecting the holding well and the dip well     Body channel, An apparatus including a fluid reservoir including a first substrate including. 【請求項2】 該流体貯蔵器が、 a)複数の保持ウェル; b)複数のディップウェル;および c)それぞれが保持ウェルとディップウェルとを連結している、複数の微小流体 チャネル、 を含む、請求項1に記載の装置。2. The fluid reservoir comprises: a) multiple retention wells; b) multiple dip wells; and c) a plurality of microfluids, each connecting a holding well and a dip well     channel, The device of claim 1, comprising: 【請求項3】 複数の供与先端を含む第2の基板を含むスタンプをさらに含
む、請求項1または請求項2に記載の装置。
3. The apparatus of claim 1 or claim 2, further comprising a stamp that includes a second substrate that includes a plurality of donor tips.
【請求項4】 該基板が半導体材料を含む、請求項1、請求項2または請求
項3に記載の装置。
4. The apparatus of claim 1, claim 2 or claim 3, wherein the substrate comprises a semiconductor material.
【請求項5】 第1および第2の表面を含む基板を含み、該第1の表面が複
数の貯蔵ウェルを含み、該第2の表面が複数の供与ヘッドを含み、そして該基板
がさらに、それぞれが貯蔵ウェルを供与ヘッドに連結している複数の微小流体チ
ャネルを含む、液体供与用のディスペンサー。
5. A substrate comprising first and second surfaces, said first surface comprising a plurality of storage wells, said second surface comprising a plurality of donor heads, and said substrate further comprising: A dispenser for dispensing liquid, comprising a plurality of microfluidic channels each connecting a storage well to a dispensing head.
【請求項6】 a)i)複数の保持ウェル; ii)複数のディップウェル;および iii)それぞれが保持ウェルとディップウェルとを連結している、複数の 微小流体チャネル、 を含む流体貯蔵器を提供すること、ただし該保持ウェル群、該ディップウェ ル群および該微小流体チャネル群は、生物学的試薬を含む流体を含有するも のである; b)複数の供与先端を含む第1の基板を含むスタンプを提供すること; c)該供与先端群を該ディップウェル群中に接触させ、該先端群に該生物学的試 薬を負荷すること;および d)該先端群をセンサープレートに接触させてバイオアレイを形成させること、
を含む、バイオアレイの作成法。
6. A fluid reservoir comprising: a) i) a plurality of holding wells; ii) a plurality of dip wells; and iii) a plurality of microfluidic channels, each connecting the holding well and the dip well. Providing, but the holding wells, the dipwells and the microfluidic channels contain a fluid containing a biological reagent; b) a first substrate containing a plurality of donor tips. Providing a stamp comprising; c) contacting the donor tip group into the dip well group and loading the tip group with the biological agent; and d) contacting the tip group to a sensor plate. To form a bioarray,
A method of making a bioarray, including:
【請求項7】 a)第1および第2の表面を含む基板を含むディスペンサー
であって、該第1の表面は複数の貯蔵ウェルを含み、該第2の表面は複数の供与
ヘッドを含み、そして該基板はさらに、それぞれが貯蔵ウェルを供与ヘッドに連
結している複数の微小流体チャネルを含み、そして該貯蔵ウェル、該供与ヘッド
および該チャネルは生物学的試薬を含む流体を含むものである、ディスペンサー
を提供すること;および b)該供与ヘッドをセンサープレートに接触させて、バイオアレイを形成するこ
と; を含む、バイオアレイの作成法。
7. A dispenser comprising a substrate comprising first and second surfaces, the first surface comprising a plurality of storage wells and the second surface comprising a plurality of dispensing heads. And the substrate further comprises a plurality of microfluidic channels each connecting a storage well to a donor head, and the storage well, the donor head and the channel containing a fluid containing a biological reagent. And b) contacting the donor head with a sensor plate to form a bioarray.
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