JP2004020393A - Manufacturing method and manufacture equipment for probe carrier - Google Patents

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Hidenori Watanabe
渡辺 秀則
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an excellent probe carrier manufacturing method in which a different probe material is precluded from being mixed in the respective probe materials arranged on a probe carrier substrate, and in which purity of the each arranged probe material is high. <P>SOLUTION: In this probe carrier manufacturing method wherein a plurality of kinds of probe solutions corresponding respectively to a plurality of kinds of probes is delivered on the substrate from a liquid delivery part having a liquid delivery port face of which the plurality of liquid delivery ports is opened in a two-dimensional array of m lines and n rows, so as to arrange the plurality of kinds of probes on the substrate, a process is provided to wipe out the liquid delivery port face, using a wiping-out part. In the wiping-out process, a portion of the wiping-out part passing through on the liquid delivery port conducts the wiping-out along a direction not passed through on the other liquid delivery port. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固相基板上にプローブ担体を製造する方法、ならびに、専ら前記の製造方法の実施に利用されるプローブ担体の製造装置に関する。
【0002】
【背景技術】
遺伝子DNAの塩基配列の解析を行う場合、あるいは多項目に関する高信頼性の遺伝子診断を同時に行う場合などにおいて、目的とする塩基配列を有するDNAを複数種のプローブを用いて選別することが必要となる。この選別作業に利用される複数種のプローブを提供する手段として、DNAマイクロチップが注目を浴びている。また、薬剤等のハイスループット・スクリーニングあるいはコンビナトリアル・ケミストリーによる薬剤等の開発においても、対象となる多数(たとえば96種、384種または1536種)のタンパク質あるいは薬物の溶液の秩序立ったスクリーニングを行うことが必要となる。その目的で多数種の薬剤を配列するための手法、その状態での自動化されたスクリーニング技術、専用の装置、一連のスクリーニング操作を制御し、また結果を統計的に処理するためのソフトウェア等も開発されてきている。
【0003】
基本的に、これらの並列的なスクリーニング作業は、評価すべき物質に対する選別手段となる既知のプローブを多数並べてなる、いわゆるプローブ担体(プローブ・アレイともいう)を利用して行われ、同一条件下でのプローブ材料に対する作用あるいは反応などの有無を検出するものである。一般的に、どのようなプローブ材料に対する作用あるいは反応を利用するかは予め決定されており、従って、ひとつのプローブ担体に搭載されるプローブ材料は、例えば、塩基配列の異なる一群のDNAプローブ材料など、大きく区分すると一種類の物質である。すなわち、一群のプローブ材料として利用される物質は、例えば、DNA、タンパク質、合成された化学物質(薬剤)などである。多くの場合、一群をなす複数種のプローブからなるプローブ担体を用いることが多いが、スクリーニング作業の性質によっては、プローブとして、同一の塩基配列を有するDNA、同一のアミノ酸配列を有するタンパク質、同一の化学物質を多数点並べ、アレイ状とした形態を利用することもあり得る。これらは主として薬剤スクリーニング等に用いられる。
【0004】
一群をなす複数種のプローブからなるプローブ担体では、具体的には、異なる塩基配列を有する一群のDNA、異なるアミノ酸配列を有する一群のタンパク質、あるいは異なる化学物質の一群について、その一群を構成する複数種を、所定の配列順序に従って、アレイ状に基板上などに配置する形態をとることが多い。なかでも、DNAプローブ担体は、遺伝子DNAの塩基配列の解析を行う際、あるいは信頼性の高い遺伝子診断を同時に多項目に関して行う際などに用いられる。
【0005】
複数種のプローブを基板上にアレイ状に配置する1つの方法として、液体吐出ユニットを用いて複数種のプローブ溶液を所望のタイミングで順次吐出し、基板上に配置させる方法がある。液体吐出ユニットには、プリンタに一般的に用いられているインクジェット法の技術が用いられている発明が開示されている。
【0006】
特開平11−187900号公報には、プローブ材料を含む液体をサーマルインクジェットヘッドにより液滴として固相に付着させて、プローブを固相上に配置する方法が開示されている。この方法では、プローブ材料として用いるDNAを予め合成および精製し、場合によってはその塩基長を確認した上で、基板上に付着させている。
【0007】
また、欧州特許公告公報EP 0 703 825B1号には、DNAの固相合成において利用される、ヌクレオチドモノマー、ならびに、アクティベーターをそれぞれ別のピエゾ・ジェット・ノズルより供給することにより、それぞれ所定の塩基配列を有するDNA複数種を固相合成する方法が記載されている。この方法では、基板上においてDNAの固相合成を行い、各伸長段階毎に、インクジェット法により合成に必要な物質の溶液を基板上に供給している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
以上に紹介したように、プローブ担体を作製する従来の方法として、プリンタに一般的に用いられているインクジェット法の技術が用いられている。
【0009】
しかしながら、プローブ担体を作製する際、プリンタ用のインクの吐出方法をそのまま、プローブ溶液の吐出方法に応用するだけでは改善すべき点があった。以下この点に関してDNAプローブ担体を例にとって詳しく述べる。
【0010】
DNAプローブ担体には、これまで説明したように、基板上にそれぞれ異なった多種類のプローブ材料が配置されている。このためプローブ担体の作製には従来のプリンタ用インクジェットヘッドとは異なり、多種類の液体を吐出することが可能な液体吐出ユニットを用いることが望まれる。
【0011】
一般的なプリンタ用のインクジェットヘッドでは、使用されるインクの種類が4〜7種類である。
【0012】
図1に従来のヘッドのノズルの配列形態を示す。図1では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(BK)の4色のインクを吐出するヘッドのノズル構成を示した。
【0013】
図1において、11はノズル、12はノズル面である。
【0014】
現在のプリンタでは、1色あたり256個ないし512個のノズルを持つヘッドがあるが、説明を簡便に行うために、図1では1色あたり8個のノズルを持つヘッドを示した。図1に示したヘッドでは、1色あたり8個のノズルで構成されるノズル列が4列並んでいる。
【0015】
プリントを行っている際、意図せぬインクやゴミがノズル面に付着する場合がある。このような付着がおきた場合インクの吐出状態に影響を与え印字品位を落とす場合がある。これを防ぐために、一般的なプリンタでは、印字中の所望のタイミングでワイピングという動作を行う。ワイピングでは、ゴムや高分子からなる払拭部であるワイパー(ブレード)でヘッドのノズル(液体吐出口)が開口するノズル面(液体吐出口面)を所定の方向に走査し払拭することで、付着したインクやゴミを除去する。
【0016】
図1に示したような一般的なプリンタ用ヘッドでは、図2に示したように、同色のインクが吐出するノズル列と垂直方向にワイパーを配置し、ワイパーをノズル列の配列方向(図2中、白抜き矢印で示した方向)に走査させる。図2において、13はワイパーである。図2のA−A’線での断面図を、図3に示す。
【0017】
このようにワイピングを行う際、ワイパーがノズル部を通過する時に、ノズル内部に存在するインクの一部を引き出す場合がある。このような現象が知られているため、上記した様に一般的なプリンタ用ヘッドでは、ワイパーの走査方向が、同色のインクを吐出するノズルの配列方向と一致するようにワイピングを行い、異なった色のインクが混ざる現象、すなわち混色を防いでいる。
【0018】
ところで、前記したように、プローブ担体の作製の場合、多種類の液体を吐出することが可能な液体吐出ユニットを用いることが望まれる。
【0019】
図4に液体吐出ユニットのノズルの配列形態を示す。図4では、8行8列のノズル配列を持つ液体吐出ユニットのノズル構成を示した。この液体吐出ユニットでは、64個のそれぞれのノズルから、64種類の異なるDNA溶液を吐出する。図4において、21はノズル、22はノズル面である。
【0020】
このような液体吐出ユニットにおいて、前記したようなプリンタ用のヘッドと同様なワイピング動作を行うと、各列で異なったDNA溶液を吐出するノズルが並んでいるため、DNA溶液が混ざってしまう。このような状態でDNA溶液の吐出を行うと、得られたプローブ担体のそれぞれのプローブは、意図せぬDNAが混在した物になってしまう。従って、プリンタ用のワイピング方法を、そのままプローブ担体作製に応用するだけでは、良好なプローブ担体の作製は行えない。
【0021】
本発明は前記の課題を解決するもので、液体吐出ユニットを用いてプローブ担体を製造する際に、吐出口列の表面を払拭する走査を行った場合であってもプローブ担体基板上に配置された各プローブ材料に、異なるプローブ材料が混ざることのない、配置された各プローブ材料の純度が高い良好なプローブ担体の製造方法を提供するものである。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、前記課題の解決を図るべく、鋭意研究を進めた結果、液体吐出ユニットのノズル面をワイピングする際、ワイパーが走査する方向を適切に設定することで、意図せぬプローブ材料の混合が発生しないプローブ担体を作製できることを見出した。
【0023】
すなわち、本発明の第1の実施形態のプローブ担体の製造方法は、複数の液体吐出口がm列、n行の二次元の配列で開口した液体吐出口面を有する液体吐出部から複数種のプローブの夫々に対応した複数種のプローブ溶液を基板上に吐出することにより、前記基板上に複数種のプローブの各々が配置されたプローブ担体を製造する方法であって、前記液体吐出口面を払拭部を用いて払拭する工程を備え、前記払拭工程において、ある液体吐出口上を通過する前記払拭部の部分が他の液体吐出口上を通過しない方向に払拭することを特徴とする。
【0024】
ここで、前記液体吐出部の列間隔はXであり、前記液体吐出口の行間隔はYである場合に、前記液体吐出口の列方向と前記払拭の方向とのなす角度θは、0 < tanθ < X/Y(n−1)を満たすことが好ましい。あるいはまた、前記の液体吐出口の平均口径はDである場合に、3D/Y ≦ tanθ ≦ (X−3D)/Y(n−1)を満たすことが好ましい。
【0025】
また、前記液体吐出部の液体吐出口の列間隔はXであり、前記液体吐出口の行間隔はYであり、n≦mである場合に、前記液体吐出口の列方向と前記払拭方向とのなす角度θは、X(m−2)/Y(m−1) < tanθ < X/Yを満たすことが好ましい。あるいはまた、前記液体吐出口の平均口径はDである場合に、(X(m−2)+3D)/Y(m−1)≦ tanθ≦(X−3D)/Yを満たすことが好ましい。
【0026】
あるいはまた、前記プローブは、核酸の全部または一部に対して相補的な塩基配列を有し、前記核酸の塩基配列と特異的にハイブリダイズする一本鎖核酸であってもよい。
【0027】
本発明の第2の実施形態であるプローブ単体の製造装置は、複数の液体吐出口がm列、n行の二次元の配列で開口した液体吐出口面を有する液体吐出部から複数種のプローブの夫々に対応した複数種のプローブ溶液を基板上に吐出することにより、前記基板上に複数種のプローブの各々が配置されたプローブ担体を製造するための装置であって、前記液体吐出口面を払拭するための払拭部を備え、前記払拭部は、ある液体吐出口上を通過する前記払拭部の部分が他の液体吐出口上を通過しない方向に払拭することを特徴とする。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明のプローブ担体の製造方法に関して、より詳しく説明する。なお、ここに示す実施例は、本発明の最良の実施の形態の一例ではあるものの、本発明は、これら実施例により限定されるものではない。尚、本明細書において、プローブ担体が標的とする標的物質は核酸であり、プローブとは、核酸の全部または一部に対して相補的な塩基配列を有し、前記核酸の塩基配列と特異的にハイブリダイズする一本鎖核酸である。
【0029】
【実施例】
(実施例1)
図5に、液体吐出ユニットを用いた、プローブ担体製造装置の構造の模式図を示す。図5中、51は液体吐出ユニット(液体吐出部)、52は液体吐出ユニットの移動を略平行に案内するシャフト、53はプローブ担体の基板が固定されるステージ(基板担持機構)、54はプローブ担体の基板となるガラス基板、55はワイピングを行うためのワイピング装置である。
【0030】
液体吐出ユニット51は、図5中のX方向に移動することができ、ステージ53はY方向に移動することができる。従って、液体吐出ユニット51は、ステージ53に対して相対的に2次元的に移動できることになる。
【0031】
液体吐出ユニット51がステージ53に固定されているガラス基板54上を通過する際、所望のタイミングで液体吐出ユニットからプローブ溶液の吐出を行い、プローブをガラス基板上に配置する。
【0032】
図6は、プローブ担体の模式図を示す。プローブ56は、図2に示したように規則的にガラス基板54に配置される。
【0033】
配置されたプローブの直径は10μmないし150μmであり、隣接したプローブの距離は、50μmないし1000μmである。
【0034】
予め合成および精製されたプローブ材料(たとえばDNA)を基板上に配置する場合、液体吐出ユニット51は、ガラス基板上に配置するプローブと同数のプローブ溶液を吐出可能なノズルを備えた構造の物が好ましい。
【0035】
たとえば、図6に示した8行8列のプローブ配列を持ったプローブ担体を、図4に示した8行8列の異なったプローブ材料を吐出できる液体吐出ユニットを用いて作製する場合、プローブ溶液の入替え無しでプローブ担体を作製出来る。
【0036】
また、作製するプローブ担体のプローブの配置密度と、液体吐出ユニットのノズルの配置密度が同等の場合、1回の液体吐出ユニットの走査でプローブ担体が作製できるので好ましい。
【0037】
図5では、複数のガラス基板54を固定して、プローブを配置する場合のプローブ担体製造装置の構造を示したが、1枚の大きなガラス基板上にプローブを配置し、その後、該ガラス基板を切断して複数のプローブ担体を得ても良い。
【0038】
図7に、液体吐出ユニットの模式図を示す。液体を吐出させる方式としては、ヒータから発生する熱エネルギーにより液体に膜沸騰を生じさせ、生成した気泡の圧力で液体の吐出を行うバブルジェット(登録商標)(サーマルジェット)方式と、ピエゾ素子に電圧を印加して生じる素子の変形により液体の吐出を行うピエゾジェット方式等がある。図7にはバブルジェット(登録商標)方式の液体吐出ユニットの構造を示した。
【0039】
図7において、71はシリコン基板、72は絶縁膜、73はTaN、TaSiN、TaAl等から成るヒータ、74は保護膜、75はTa等から成る耐キャビテーション膜、76はノズル材、77はノズル(液体吐出口)、78は流路、79は供給口である。
【0040】
ヒータ73の両端にはアルミニウム等からなる配線(不図示)が接続され、該配線を介してヒータ73両端に所望の電圧パルスが印加される。
【0041】
絶縁膜72は、シリコン基板を熱酸化して作成される熱酸化膜、あるいはCVDにより作成される酸化膜もしくは窒化膜等のいずれの膜でもよい。
【0042】
保護膜74は、CVDにより作成される酸化膜または窒化膜等いずれの膜でもよい。
【0043】
ノズル77および流路78を形成しているノズル材76の形成は、あらかじめノズルおよび流路を有したノズル材を半導体基板に貼り付けてもよいし、フォトリソグラフィー技術を用い半導体プロセスを用いて形成してもよい。
【0044】
供給口79は水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)溶液を用いたシリコンの異方性エッチングにより作製され、図7に示したように、基板表面に対して約54.7°の角度で傾斜して開口する。供給口79は、基板裏面から基板表面に液体(プローブ溶液)を供給すると共に、液体(プローブ溶液)を保持する液体リザーバーとしても機能する。
【0045】
プローブ担体の製造枚数が少なく、かつ1つのプローブに対するプローブ溶液の吐出量が少ない場合は、供給口内に存在するプローブ溶液量で、一連のプローブ担体製造に充分な場合がある。より多くのプローブ溶液の吐出が必要とされる場合は、該供給口79に接続される第2のリザーバー(不図示)を設ける。
【0046】
液体(プローブ溶液)は基板裏面から図8に示したように、供給口79から基板表面に導かれ、流路78を通ってノズル77まで導かれる。ヒータ73両端に所望の電圧パルスが印加されると、ヒータ近傍の液体(プローブ溶液)が過熱され膜沸騰を起こし、液体は図8に示したように吐出する。
【0047】
液体(プローブ溶液)を安定に吐出させるためには、安定に膜沸騰を起こすことが必須である。安定な膜沸騰を起こすためには、ヒータに対して0.1ないし5μsの電圧パルスを印可することが望ましい。
【0048】
一度に一個のノズルから吐出されるプローブ溶液の量は、プローブ溶液の粘度、プローブ溶液と固相基板の親和性、プローブ材料と固相基板との反応性などの様々の要素を考慮の上で、形成されるプローブ(アレイ)のドットサイズや形状に応じて、適宜選択されるものである。プローブ溶液は水性溶媒を用いることが一般的であり、本発明の方法においては、液体吐出ユニットの各ノズルから吐出されるプローブ溶液の液滴は、一般的に、その液量を0.5plから100plの範囲内で選択され、その液量に合わせてノズル径などを設計することが好ましい。
【0049】
プローブ材料は固相基板に結合可能な構造を有するものとし、プローブ溶液を吐出し、塗布した後、かかる結合可能な構造を利用して固相基板に結合させることが望ましい。この固相基板へ結合可能な構造は、例えば、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、酸ハロゲン化物(−COX)、ハロゲン化物、アジリジン、マレイミド、スクシイミド、イソチオシアネート、スルホニルクロリド(−SOCl)、アルデヒド(−CHO)、ヒドラジン、ヨウ化アセトアミドなどの有機官能基をプローブ材料分子に予め導入する処理を施すことで形成することができる。その場合、一方、基板表面には、前記の各種有機官能基と反応して共有結合を形成する構造、有機官能基を導入する処理を予め行っておくことが必要となる。
【0050】
次に本発明の特徴である、ワイピング方法に関して説明する。
【0051】
図5を用いて説明したプローブ担体製造装置では、前記したように、図5において55に示したワイピング装置を備えている。該ワイピング装置は、ワイピング手段(ワイパー)と、該ワイピング手段を駆動するための駆動手段とを有する。ワイピング手段は、インクジェット記録ヘッドにおいて知られている任意の材料を用いることができ、かつノズル面(液体吐出口面)に適合する輪郭を有する。前記したように、プローブ材料の配置を行っている際に、所望のタイミングでワイピングを行い、ノズル面に付着した意図せぬプローブ溶液やゴミを除去する。
【0052】
ワイピングを行う際は、液体吐出ユニット51は、ワイピング装置55まで移動し、ワイピング動作を受ける。前記したように、従来のプリンタ用ヘッドでのワイピング方法では、液体吐出ユニットのワイピングに適さない。これを図9を用いて説明する。
【0053】
従来のワイピング方法、すなわち図9で矢印で示したように、ノズルの配列方向と平行な方向にワイパーを動かす場合を考える。前記したように、液体吐出ユニットでは、それぞれのノズルから異なった溶液を吐出する。従って、図9中に示された8行8列、計64個のノズルには、それぞれ異なった64種類のDNA溶液が充填されている。
【0054】
今、図9で、列は左から順にA、B、C・・H、行は上から1、2、3・・8、とする。
【0055】
たとえばA列を例にとって説明すると、A列には1−A〜8−Aまでの8ノズルがあり、それぞれ異なった8種類のDNA溶液がノズル内に充填されている。
【0056】
ここで、従来のワイピングを行うと、初めにワイパーが通過するのはノズル1−Aであるが、ワイパーがノズル1−Aを通過する際、僅かにノズル内に充填されているDNA溶液が引き出される。
【0057】
ワイパーは引き出されたDNA溶液を移動させながらノズル2−Aを通過する。この時ワイパーによって運ばれたノズル1−Aから引き出されたDNA溶液の一部はノズル2−Aに入り込む。すなわち、ノズルA−2内に充填されているDNA溶液に、ノズル1−Aに充填されていたDNA溶液が混ざってしまうのである。
【0058】
また同様に、ワイパーの移動に伴って、ノズル2−AからもDNA溶液が引き出され、ノズルA−3に運ばれる。同様な現象がノズル8−Aまで繰り返される。さらに、他の列、すなわちB列〜H列でも同様な現象が起こる。このように、従来のワイピング法は、液体吐出ユニットのワイピングには適していない。
【0059】
図10に本発明のワイピング方法を示す。本発明では図10に示したように、ノズルの2次元配列の列方向に対して、所望の角度θをなす方向にワイパーを動かすことにより、ワイピングを行う。
【0060】
図11を用いて、より詳しく説明を行う。図11では、ワイピング時に各ノズルから引き出されるDNA溶液の軌跡を破線で示してある。各ノズルから引き出されたDNA溶液の軌跡は、溶液の引き出されたノズル以外のノズルを横切らずに、ノズルが配列された領域外に到達している。従って個々のノズルから引き出されたDNA溶液が他のノズルに入り込み、DNA溶液の混合が起こることは無い。
【0061】
どのような条件でワイピング方向とノズル配列のなす角度θを設定すれば、上記のようにDNA溶液の混合が生じないワイピングが可能になるかの好ましい例を以下説明する。
【0062】
図11では、A列に配列された複数のノズルから引き出されたDNA溶液が、ノズル8−Aと8−Bの間を通過して、ノズル配列領域外に引き出される場合を示している。すなわち、図11に中破線で示したように、任意の列に存在するノズルから引き出されたDNA溶液は、そのノズル列と、そのノズル列と隣接するノズル列の間を通過している。
【0063】
このような状態は、ノズル配列がm列、n行であり、ノズルの列間隔はX、ノズルの行間隔はYである場合、θが次式を満たす時実現できる。
【0064】
0 < tanθ < X/Y(n−1)        (1)
【0065】
さらに、DNA溶液の混合を完全に防止するためには、DNA溶液のノズル面での広がりを考慮することが好ましい。
【0066】
ノズルの直径をDとした場合、各ノズルから引き出されたインクのノズル面での広がりは一般的に3D以下の範囲である。従ってこのインクの広がりを考慮した場合、各ノズルから引き出されたDNA溶液が混ざり合わない条件は次式のように表せる。
【0067】
3D/・Y ≦ tanθ ≦ (X−3D)/Y(n−1)   (2)
【0068】
この場合ノズルの直径と、縦方向でのノズル数(行数)nと横方向でのノズルの間隔Xは以下の式を満たす必要がある。
3D・n ≦ X    (3)
【0069】
(実施例2)
実施例1では、任意の列に存在するノズルから引き出されたDNA溶液は、そのノズル列と、そのノズル列と隣接するノズル列の間を通過する場合に関して説明を行ったが、各ノズルから引き出されたDNA溶液の混合を防止するワイピング方向の角度は、実施例1に示されたものに限られない。実施例2では、他のワイピング方法に関して説明する。
【0070】
図12に本発明の他のワイピング方法を示す。実施例1では、ノズル列とワイピング方向のなす角度θは0°に近い角度であったが、実施例2ではθは比較的大きな角度となり、隣接ノズル間の距離が、行と列で同一の場合45°に近い角度になる。
【0071】
図13を用いてより詳細に説明を行う。図13に中破線で示したように、任意の列に存在するノズルから引き出されたDNA溶液は、混合することなくノズル領域から引き出される。
【0072】
図13中一列目のノズルすなわちA列に存在する各ノズルから引き出されるDNA溶液に関して考える。実施例2では、左下から2番目のノズル(7−A)ノズルは1列目と2列目の間を、左下から3番目のノズル(6−A)は2列目と3列目の間を、・・左下から8番目つまり一番上のノズル(1−A)は7列目と8列目の間を、というように、左下からn番目のノズルは1−n列目とn列目の間を、通ってノズル領域から外側に引き出される。このような状態は、ノズル配列がm列、n行であり、n≦mの関係を満たし、ノズル配列の列間隔はX、ノズル配列の行間隔はYである場合、ノズル配列の列方向とワイピング方向とのなす角θが次式を満たす時実現できる。
【0073】
X(m−2)/Y(m−1) < tanθ < X/Y      (4)
【0074】
また、実施例1の場合と同様に、DNA溶液の混合を完全に防止するためには、DNA溶液のノズル面での広がりを考慮することが好ましい。すなわち、インクの広がりを考慮した場合、各ノズルから引き出されたDNA溶液が混ざり合わない条件は次式のように表せる。
【0075】
(X(m−2)+3D)/Y(m−1)≦ tanθ
≦ (X−3D)/・Y       (5)
【0076】
この場合ノズルの直径と、縦方向でのノズル数(行数)nと横方向でのノズルの間隔Xは以下の式を満たす必要がある。
【0077】
3D・m ≦ X    (6)
【0078】
以上、実施例1および実施例2で、各ノズルから引き出されたDNA溶液が互いに混ざり合うことなくノズル領域から引き出される例を具体的に示した。
【0079】
本発明におけるθは、上記2条件に限られることなく、各ノズルから引き出されたDNA溶液が互いに混ざり合うことなくノズル領域から引き出される角度であれば良い。
【0080】
また、これまでバブルジェット(登録商標)方式の液体吐出ユニットを用いて説明を行ってきたが、本発明はバブルジェット(登録商標)方式に限らず、ピエゾジェット方式等の、他の方式の液体吐出ユニットにも適用可能である。
【0081】
【発明の効果】
本発明のプローブ担体の製造方法では、液体吐出ユニットのノズル面をワイピングする際、各ノズルから引き出されたDNA溶液が互いに混ざり合うことなくノズル領域から引き出されるため、得られたプローブ担体は、個々のプローブで純度の高い良好な物が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のインクジェット記録ヘッドのノズルの配列形態を示す模式図である。
【図2】従来のインクジェット記録ヘッドのワイピング方法を説明するための模式図である。
【図3】従来のインクジェット記録ヘッドのワイピング方法を説明するための模式図(断面図)である。
【図4】液体吐出ユニットのノズルの配列形態を示す模式図である。
【図5】プローブ担体製造装置の構造の模式図である。
【図6】プローブ担体の模式図である。
【図7】液体吐出ユニットの模式図である。
【図8】液体吐出ユニットの模式図である。
【図9】液体吐出ユニットに、従来のヘッドのワイピング方法を適用した場合の問題点を説明するための模式図である。
【図10】本発明の実施例を説明するための模式図である。
【図11】本発明の実施例を説明するための模式図である。
【図12】本発明の他の実施例を説明するための模式図である。
【図13】本発明の他の実施例を説明するための模式図である。
【符号の説明】
11  ノズル
12  ノズル面
13  ワイパー
21  ノズル
22  ノズル面
23  ワイパー
51  液体吐出ユニット
52  シャフト
53  ステージ
54  ガラス基板
55  ワイピング装置
56  プローブ
71  シリコン基板
72  絶縁膜
73  ヒータ
74  保護膜
75  耐キャビテーション膜
76  ノズル材
77  ノズル
78  流路
79  供給口
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for producing a probe carrier on a solid phase substrate and an apparatus for producing a probe carrier exclusively used for carrying out the production method.
[0002]
[Background Art]
In the case of analyzing the base sequence of gene DNA, or simultaneously performing highly reliable gene diagnosis for multiple items, it is necessary to select DNA having the target base sequence using a plurality of types of probes. Become. As a means for providing a plurality of types of probes used for this sorting operation, a DNA microchip has been receiving attention. Also, in the case of high-throughput screening of drugs and the like or development of drugs by combinatorial chemistry, it is necessary to carry out an ordered screening of a large number of target proteins (eg, 96, 384 or 1536) of proteins or drugs. Is required. For that purpose, a method for arranging many kinds of drugs, automated screening technology in that state, dedicated equipment, software for controlling a series of screening operations and statistically processing the results are also developed. Have been.
[0003]
Basically, these parallel screening operations are performed using a so-called probe carrier (also referred to as a probe array) in which a number of known probes serving as selection means for a substance to be evaluated are arranged, and under the same conditions. This is to detect the presence or absence of an action or reaction on the probe material in step (1). Generally, what kind of action or reaction to use for a probe material is determined in advance, and therefore, a probe material mounted on one probe carrier is, for example, a group of DNA probe materials having different base sequences. It can be broadly classified as one type of substance. That is, the substances used as a group of probe materials include, for example, DNA, protein, and synthesized chemicals (drugs). In many cases, a probe carrier composed of a plurality of types of probes forming a group is often used. However, depending on the nature of the screening work, a DNA having the same base sequence, a protein having the same amino acid sequence, It is also possible to use a form in which a large number of chemical substances are arranged in an array. These are mainly used for drug screening and the like.
[0004]
In a probe carrier composed of a plurality of types of probes forming a group, specifically, a group of DNAs having different base sequences, a group of proteins having different amino acid sequences, or a group of different chemical substances, In many cases, the seeds are arranged in an array on a substrate or the like according to a predetermined arrangement order. Above all, the DNA probe carrier is used when analyzing the base sequence of gene DNA, or when performing highly reliable gene diagnosis on multiple items at the same time.
[0005]
As one method of arranging a plurality of types of probes in an array on a substrate, there is a method of sequentially discharging a plurality of types of probe solutions at a desired timing using a liquid discharge unit and arranging them on the substrate. An invention using an ink-jet method generally used in a printer is disclosed for a liquid ejection unit.
[0006]
JP-A-11-187900 discloses a method in which a liquid containing a probe material is attached as droplets to a solid phase by a thermal inkjet head, and a probe is arranged on the solid phase. In this method, DNA to be used as a probe material is synthesized and purified in advance, and in some cases, its base length is confirmed before being attached to a substrate.
[0007]
In addition, EP 0 703 825 B1 discloses that a nucleotide sequence and an activator used in solid-phase synthesis of DNA are supplied from separate piezo jet nozzles, respectively, so that a predetermined nucleotide sequence is provided. A method for solid-phase synthesis of a plurality of DNAs having the following is described. In this method, solid phase synthesis of DNA is performed on a substrate, and a solution of a substance necessary for synthesis is supplied to the substrate by an inkjet method at each elongation step.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As introduced above, as a conventional method of producing a probe carrier, an ink jet method generally used for a printer is used.
[0009]
However, when fabricating a probe carrier, there is a point to be improved by simply applying the ink discharging method for a printer to the probe solution discharging method as it is. Hereinafter, this point will be described in detail using a DNA probe carrier as an example.
[0010]
As described above, different types of probe materials are disposed on the substrate of the DNA probe carrier. For this reason, it is desired to use a liquid ejection unit capable of ejecting various types of liquids, unlike a conventional ink jet head for a printer, in producing a probe carrier.
[0011]
In general ink jet heads for printers, four to seven types of ink are used.
[0012]
FIG. 1 shows an arrangement of nozzles of a conventional head. FIG. 1 shows a nozzle configuration of a head that ejects four color inks of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (BK).
[0013]
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a nozzle, and reference numeral 12 denotes a nozzle surface.
[0014]
In the current printer, there is a head having 256 to 512 nozzles per color, but for simplicity of description, FIG. 1 shows a head having 8 nozzles per color. In the head shown in FIG. 1, four nozzle rows composed of eight nozzles per color are arranged.
[0015]
During printing, unintended ink or dust may adhere to the nozzle surface. When such adhesion occurs, the ink ejection state is affected, and the print quality may be degraded. In order to prevent this, a general printer performs an operation called wiping at a desired timing during printing. In wiping, a wiper (blade), which is a wiping unit made of rubber or a polymer, scans and wipes a nozzle surface (liquid discharge port surface) where a nozzle (liquid discharge port) of a head is opened in a predetermined direction to thereby adhere. Removed ink and dust.
[0016]
In a general printer head as shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2, a wiper is arranged in a direction perpendicular to a nozzle row from which the same color ink is ejected, and the wiper is arranged in the nozzle row arrangement direction (FIG. 2). (The direction indicated by a white arrow in the middle). In FIG. 2, reference numeral 13 denotes a wiper. FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ in FIG.
[0017]
When wiping is performed in this manner, a part of the ink existing inside the nozzle may be drawn out when the wiper passes through the nozzle portion. Since such a phenomenon is known, in a general printer head as described above, wiping is performed so that the scanning direction of the wiper coincides with the arrangement direction of the nozzles that eject ink of the same color. The phenomenon of mixing color inks, that is, color mixing is prevented.
[0018]
By the way, as described above, in the case of producing a probe carrier, it is desired to use a liquid ejection unit capable of ejecting various kinds of liquids.
[0019]
FIG. 4 shows an arrangement of nozzles of the liquid discharge unit. FIG. 4 shows a nozzle configuration of a liquid ejection unit having a nozzle arrangement of 8 rows and 8 columns. In this liquid ejection unit, 64 different DNA solutions are ejected from each of the 64 nozzles. In FIG. 4, 21 is a nozzle, and 22 is a nozzle surface.
[0020]
In such a liquid discharge unit, if a wiping operation similar to that of the above-described printer head is performed, the nozzles that discharge different DNA solutions are arranged in each row, so that the DNA solutions are mixed. When the DNA solution is discharged in such a state, each probe of the obtained probe carrier is a mixture of unintended DNA. Therefore, it is not possible to produce a good probe carrier simply by applying the wiping method for a printer to the production of a probe carrier as it is.
[0021]
The present invention solves the above-mentioned problems, and when manufacturing a probe carrier using a liquid ejection unit, the probe carrier is arranged on the probe carrier substrate even when a scan for wiping the surface of the ejection port array is performed. Another object of the present invention is to provide a method for producing a good probe carrier having a high purity of each arranged probe material without mixing different probe materials with each other.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The inventor of the present invention has conducted intensive studies to solve the above-described problems. As a result, when wiping the nozzle surface of the liquid discharge unit, the direction of the scan by the wiper is appropriately set, so that unintended probe material can be used. It has been found that a probe carrier free from mixing can be produced.
[0023]
That is, the method of manufacturing the probe carrier according to the first embodiment of the present invention includes a method of manufacturing a plurality of types of liquid discharge ports from a liquid discharge section having a liquid discharge port surface opened in a two-dimensional array of m columns and n rows. By discharging a plurality of types of probe solutions corresponding to each of the probes onto a substrate, a method of manufacturing a probe carrier in which each of a plurality of types of probes is disposed on the substrate, wherein the liquid discharge port surface is The method further includes a step of wiping using a wiping unit, wherein in the wiping step, a portion of the wiping unit passing over a certain liquid ejection port is wiped in a direction not passing over another liquid ejection port.
[0024]
Here, when the column interval of the liquid ejection sections is X and the row interval of the liquid ejection ports is Y, the angle θ between the column direction of the liquid ejection ports and the wiping direction is 0 <. It is preferable that tan θ <X / Y (n−1) is satisfied. Alternatively, when the average diameter of the liquid ejection port is D, it is preferable that 3D / Y ≦ tanθ ≦ (X−3D) / Y (n−1).
[0025]
Further, the column interval of the liquid ejection ports of the liquid ejection section is X, the row interval of the liquid ejection ports is Y, and when n ≦ m, the column direction of the liquid ejection ports and the wiping direction Is preferably X (m−2) / Y (m−1) <tan θ <X / Y. Alternatively, when the average diameter of the liquid ejection port is D, it is preferable that (X (m−2) + 3D) / Y (m−1) ≦ tan θ ≦ (X−3D) / Y.
[0026]
Alternatively, the probe may be a single-stranded nucleic acid having a base sequence complementary to all or a part of the nucleic acid, and specifically hybridizing with the base sequence of the nucleic acid.
[0027]
The apparatus for manufacturing a single probe according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of types of probes from a liquid ejection unit having a plurality of liquid ejection ports having a liquid ejection port surface opened in a two-dimensional array of m columns and n rows. An apparatus for manufacturing a probe carrier on which a plurality of types of probes are disposed on the substrate by discharging a plurality of types of probe solutions corresponding to each of the plurality of types of probe solutions onto the substrate, wherein the liquid discharge port surface A wiping portion for wiping the liquid, wherein the wiping portion wipes in a direction in which a portion of the wiping portion passing over a certain liquid discharge port does not pass over another liquid discharge port.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, the method for producing a probe carrier of the present invention will be described in more detail. Although the examples shown here are examples of the best mode of the present invention, the present invention is not limited to these examples. In the present specification, the target substance targeted by the probe carrier is a nucleic acid, and the probe has a base sequence complementary to all or a part of the nucleic acid, and is specific to the base sequence of the nucleic acid. Is a single-stranded nucleic acid that hybridizes to
[0029]
【Example】
(Example 1)
FIG. 5 shows a schematic diagram of the structure of a probe carrier manufacturing apparatus using a liquid ejection unit. In FIG. 5, reference numeral 51 denotes a liquid discharge unit (liquid discharge unit); 52, a shaft for guiding the movement of the liquid discharge unit substantially in parallel; 53, a stage (substrate holding mechanism) on which a substrate of a probe carrier is fixed; A glass substrate 55 serving as a carrier substrate is a wiping device for wiping.
[0030]
The liquid discharge unit 51 can move in the X direction in FIG. 5, and the stage 53 can move in the Y direction. Therefore, the liquid discharge unit 51 can move two-dimensionally relative to the stage 53.
[0031]
When the liquid discharge unit 51 passes over the glass substrate 54 fixed to the stage 53, the probe solution is discharged from the liquid discharge unit at a desired timing, and the probe is arranged on the glass substrate.
[0032]
FIG. 6 shows a schematic diagram of the probe carrier. The probes 56 are regularly arranged on the glass substrate 54 as shown in FIG.
[0033]
The diameter of the arranged probes is 10 μm to 150 μm, and the distance between adjacent probes is 50 μm to 1000 μm.
[0034]
When a probe material (for example, DNA) synthesized and purified in advance is arranged on a substrate, the liquid ejection unit 51 has a structure having nozzles capable of ejecting the same number of probe solutions as the probes arranged on a glass substrate. preferable.
[0035]
For example, when a probe carrier having a probe array of 8 rows and 8 columns shown in FIG. 6 is manufactured using a liquid discharge unit capable of discharging different probe materials of 8 rows and 8 columns shown in FIG. The probe carrier can be manufactured without replacement of the probe carrier.
[0036]
Further, it is preferable that the arrangement density of the probes of the probe carrier to be produced is equal to the arrangement density of the nozzles of the liquid ejection unit, since the probe carrier can be produced by one scanning of the liquid ejection unit.
[0037]
FIG. 5 shows the structure of the probe carrier manufacturing apparatus when a plurality of glass substrates 54 are fixed and the probes are arranged. However, the probes are arranged on one large glass substrate, and then the glass substrates are mounted. A plurality of probe carriers may be obtained by cutting.
[0038]
FIG. 7 is a schematic diagram of the liquid discharge unit. As a method of discharging the liquid, a bubble jet (registered trademark) (thermal jet) method in which film boiling occurs in the liquid by thermal energy generated from a heater and the liquid is discharged by the pressure of generated bubbles, and a piezo element is used. There is a piezo jet method or the like in which a liquid is ejected by deformation of an element caused by applying a voltage. FIG. 7 shows the structure of a bubble jet (registered trademark) type liquid ejection unit.
[0039]
In FIG. 7, 71 is a silicon substrate, 72 is an insulating film, 73 is a heater made of TaN, TaSiN, TaAl, or the like, 74 is a protective film, 75 is a cavitation-resistant film made of Ta or the like, 76 is a nozzle material, 77 is a nozzle ( (Liquid ejection port), 78 is a flow path, and 79 is a supply port.
[0040]
Wiring (not shown) made of aluminum or the like is connected to both ends of the heater 73, and a desired voltage pulse is applied to both ends of the heater 73 via the wiring.
[0041]
The insulating film 72 may be a thermal oxide film formed by thermally oxidizing a silicon substrate, or an oxide film or a nitride film formed by CVD.
[0042]
The protective film 74 may be any film such as an oxide film or a nitride film formed by CVD.
[0043]
The nozzle material 76 forming the nozzle 77 and the flow path 78 may be formed by attaching a nozzle material having a nozzle and a flow path to a semiconductor substrate in advance, or by using a photolithography technique and a semiconductor process. May be.
[0044]
The supply port 79 is formed by anisotropic etching of silicon using a tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution, and is inclined at an angle of about 54.7 ° with respect to the substrate surface as shown in FIG. Open. The supply port 79 supplies a liquid (probe solution) from the back surface of the substrate to the surface of the substrate, and also functions as a liquid reservoir for holding the liquid (probe solution).
[0045]
When the number of probe carriers manufactured is small and the amount of the probe solution discharged to one probe is small, the amount of the probe solution present in the supply port may be sufficient for manufacturing a series of probe carriers. If more probe solution needs to be discharged, a second reservoir (not shown) connected to the supply port 79 is provided.
[0046]
The liquid (probe solution) is guided from the back surface of the substrate to the surface of the substrate from the supply port 79 as shown in FIG. When a desired voltage pulse is applied to both ends of the heater 73, the liquid (probe solution) near the heater is overheated to cause film boiling, and the liquid is discharged as shown in FIG.
[0047]
In order to stably discharge a liquid (probe solution), it is essential to cause stable film boiling. In order to cause stable film boiling, it is desirable to apply a voltage pulse of 0.1 to 5 μs to the heater.
[0048]
The amount of the probe solution discharged from one nozzle at a time depends on various factors such as the viscosity of the probe solution, the affinity between the probe solution and the solid substrate, and the reactivity between the probe material and the solid substrate. Is appropriately selected according to the dot size and shape of the probe (array) to be formed. Generally, an aqueous solvent is used for the probe solution, and in the method of the present invention, the droplet of the probe solution discharged from each nozzle of the liquid discharge unit generally has a volume of 0.5 pl. It is preferable to select within the range of 100 pl, and to design the nozzle diameter and the like in accordance with the liquid amount.
[0049]
It is preferable that the probe material has a structure that can be bonded to the solid substrate, and that the probe solution is discharged and applied, and then the probe material is bonded to the solid substrate using the bondable structure. Examples of the structure that can be bonded to the solid phase substrate include an amino group, a mercapto group, a carboxyl group, a hydroxyl group, an acid halide (—COX), a halide, an aziridine, a maleimide, a succinimide, an isothiocyanate, and a sulfonyl chloride (—SO 2 Cl), aldehyde (—CHO), hydrazine, iodoacetamide, or the like, and can be formed by performing a process of introducing an organic functional group into a probe material molecule in advance. In this case, on the other hand, it is necessary to previously perform a structure for forming a covalent bond by reacting with the above-mentioned various organic functional groups and a process for introducing an organic functional group on the substrate surface.
[0050]
Next, the wiping method which is a feature of the present invention will be described.
[0051]
As described above, the probe carrier manufacturing apparatus described with reference to FIG. 5 includes the wiping device indicated by 55 in FIG. The wiping device has wiping means (wiper) and driving means for driving the wiping means. The wiping means can use any material known for an ink jet recording head, and has a contour conforming to the nozzle surface (liquid ejection port surface). As described above, during the placement of the probe material, wiping is performed at a desired timing to remove an unintended probe solution and dust adhering to the nozzle surface.
[0052]
When performing wiping, the liquid discharge unit 51 moves to the wiping device 55 and receives a wiping operation. As described above, the conventional wiping method using a printer head is not suitable for wiping a liquid discharge unit. This will be described with reference to FIG.
[0053]
Consider a conventional wiping method, that is, a case where the wiper is moved in a direction parallel to the arrangement direction of the nozzles as indicated by arrows in FIG. As described above, in the liquid discharge unit, different solutions are discharged from the respective nozzles. Therefore, a total of 64 nozzles in 8 rows and 8 columns shown in FIG. 9 are filled with 64 different DNA solutions.
[0054]
Now, in FIG. 9, the columns are A, B, C... H in order from the left, and the rows are 1, 2, 3,.
[0055]
For example, taking row A as an example, row A has eight nozzles 1-A to 8-A, each of which is filled with eight different DNA solutions.
[0056]
Here, when performing the conventional wiping, the wiper first passes through the nozzle 1-A, but when the wiper passes through the nozzle 1-A, the DNA solution slightly filled in the nozzle is pulled out. It is.
[0057]
The wiper passes through the nozzle 2-A while moving the extracted DNA solution. At this time, a part of the DNA solution drawn from the nozzle 1-A carried by the wiper enters the nozzle 2-A. That is, the DNA solution filled in the nozzle 1-A is mixed with the DNA solution filled in the nozzle A-2.
[0058]
Similarly, with the movement of the wiper, the DNA solution is also drawn out from the nozzle 2-A and carried to the nozzle A-3. A similar phenomenon is repeated up to the nozzle 8-A. Further, the same phenomenon occurs in other rows, that is, rows B to H. As described above, the conventional wiping method is not suitable for wiping the liquid discharge unit.
[0059]
FIG. 10 shows the wiping method of the present invention. In the present invention, as shown in FIG. 10, wiping is performed by moving the wiper in a direction forming a desired angle θ with respect to the row direction of the two-dimensional array of nozzles.
[0060]
This will be described in more detail with reference to FIG. In FIG. 11, the trajectory of the DNA solution drawn from each nozzle at the time of wiping is indicated by a broken line. The trajectory of the DNA solution drawn from each nozzle reaches the outside of the area where the nozzles are arranged without crossing the nozzles other than the nozzle from which the solution was drawn. Therefore, the DNA solution drawn from each nozzle does not enter another nozzle, and the DNA solutions do not mix.
[0061]
A preferred example of the conditions under which the angle θ between the wiping direction and the nozzle array is set to enable wiping without mixing of the DNA solution as described above will be described.
[0062]
FIG. 11 shows a case where the DNA solution drawn out from the plurality of nozzles arranged in row A passes between the nozzles 8-A and 8-B and is drawn out of the nozzle arrangement region. That is, as indicated by the middle broken line in FIG. 11, the DNA solution drawn from the nozzles in an arbitrary row passes between the nozzle row and the nozzle row adjacent to the nozzle row.
[0063]
Such a state can be realized when the nozzle arrangement is m columns and n rows, the nozzle row interval is X, and the nozzle row interval is Y, when θ satisfies the following equation.
[0064]
0 <tanθ <X / Y (n-1) (1)
[0065]
Further, in order to completely prevent the mixing of the DNA solution, it is preferable to consider the spread of the DNA solution on the nozzle surface.
[0066]
Assuming that the diameter of the nozzle is D, the spread of the ink drawn from each nozzle on the nozzle surface is generally 3D or less. Therefore, when the spread of the ink is taken into consideration, the condition under which the DNA solutions drawn from the nozzles do not mix can be expressed by the following equation.
[0067]
3D / · Y ≦ tan θ ≦ (X-3D) / Y (n−1) (2)
[0068]
In this case, the diameter of the nozzle, the number of nozzles (the number of rows) n in the vertical direction, and the interval X between the nozzles in the horizontal direction must satisfy the following expressions.
3D · n ≦ X (3)
[0069]
(Example 2)
In the first embodiment, the description has been given of the case where the DNA solution drawn out from the nozzles in an arbitrary row passes between the nozzle row and the nozzle row adjacent to the nozzle row. The angle of the wiping direction for preventing the mixed DNA solution from being mixed is not limited to that shown in the first embodiment. In a second embodiment, another wiping method will be described.
[0070]
FIG. 12 shows another wiping method of the present invention. In the first embodiment, the angle θ between the nozzle row and the wiping direction is an angle close to 0 °, but in the second embodiment, θ is a relatively large angle, and the distance between adjacent nozzles is the same in rows and columns. In this case, the angle is close to 45 °.
[0071]
This will be described in more detail with reference to FIG. As shown by the middle broken line in FIG. 13, the DNA solution drawn from the nozzles in an arbitrary row is drawn from the nozzle region without mixing.
[0072]
Consider a DNA solution drawn from the first row of nozzles in FIG. In the second embodiment, the second nozzle (7-A) from the lower left is between the first and second rows, and the third nozzle (6-A) from the lower left is between the second and third rows. The eighth nozzle from the lower left, that is, the top nozzle (1-A) is between the seventh and eighth columns, and so on, the n-th nozzle from the lower left is the 1-nth column and the nth column It is drawn out of the nozzle area through the space between the eyes. In such a state, when the nozzle array has m columns and n rows and the relationship of n ≦ m is satisfied, the column interval of the nozzle array is X, and the row interval of the nozzle array is Y, This can be realized when the angle θ formed with the wiping direction satisfies the following equation.
[0073]
X (m−2) / Y (m−1) <tan θ <X / Y (4)
[0074]
As in the case of the first embodiment, in order to completely prevent the mixing of the DNA solution, it is preferable to consider the spread of the DNA solution on the nozzle surface. That is, when the spread of the ink is taken into consideration, the condition under which the DNA solutions drawn from the respective nozzles do not mix can be expressed by the following equation.
[0075]
(X (m−2) + 3D) / Y (m−1) ≦ tan θ
≦ (X-3D) / · Y (5)
[0076]
In this case, the diameter of the nozzle, the number of nozzles (the number of rows) n in the vertical direction, and the interval X between the nozzles in the horizontal direction must satisfy the following expressions.
[0077]
3D · m ≦ X (6)
[0078]
As described above, the examples in which the DNA solutions drawn out from the respective nozzles are drawn out of the nozzle region without being mixed with each other are specifically described in the first and second embodiments.
[0079]
Θ in the present invention is not limited to the above two conditions, and may be any angle as long as the DNA solutions drawn from each nozzle are drawn from the nozzle region without being mixed with each other.
[0080]
Although the description has been made using the bubble jet (registered trademark) type liquid ejection unit, the present invention is not limited to the bubble jet (registered trademark) type, and other types of liquid such as a piezo jet type may be used. It is also applicable to a discharge unit.
[0081]
【The invention's effect】
In the method of manufacturing a probe carrier of the present invention, when wiping the nozzle surface of the liquid ejection unit, the DNA solutions drawn from each nozzle are drawn out of the nozzle region without being mixed with each other. And a good product with high purity can be obtained with the probe.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an arrangement of nozzles of a conventional inkjet recording head.
FIG. 2 is a schematic view for explaining a conventional wiping method of an ink jet recording head.
FIG. 3 is a schematic view (cross-sectional view) for explaining a conventional wiping method of an ink jet recording head.
FIG. 4 is a schematic view showing an arrangement of nozzles of a liquid discharge unit.
FIG. 5 is a schematic view of the structure of a probe carrier manufacturing apparatus.
FIG. 6 is a schematic view of a probe carrier.
FIG. 7 is a schematic diagram of a liquid discharge unit.
FIG. 8 is a schematic diagram of a liquid discharge unit.
FIG. 9 is a schematic diagram for explaining a problem when a conventional head wiping method is applied to a liquid discharge unit.
FIG. 10 is a schematic diagram for explaining an example of the present invention.
FIG. 11 is a schematic diagram for explaining an example of the present invention.
FIG. 12 is a schematic diagram for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a schematic diagram for explaining another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
11 nozzles
12 Nozzle surface
13 Wiper
21 nozzle
22 Nozzle surface
23 Wiper
51 Liquid discharge unit
52 shaft
53 stages
54 glass substrate
55 Wiping device
56 probes
71 Silicon substrate
72 Insulation film
73 heater
74 Protective film
75 Anti-cavitation film
76 Nozzle material
77 nozzle
78 channel
79 Supply port

Claims (7)

複数の液体吐出口がm列、n行の二次元の配列で開口した液体吐出口面を有する液体吐出部から複数種のプローブの夫々に対応した複数種のプローブ溶液を基板上に吐出することにより、前記基板上に複数種のプローブの各々が配置されたプローブ担体を製造する方法であって、
前記液体吐出口面を払拭部を用いて払拭する工程を備え、
前記払拭工程において、ある液体吐出口上を通過する前記払拭部の部分が他の液体吐出口上を通過しない方向に払拭することを特徴とするプローブ担体の製造方法。
A plurality of types of probe solutions respectively corresponding to a plurality of types of probes are discharged onto a substrate from a liquid discharge portion having a plurality of liquid discharge ports having a liquid discharge port surface opened in a two-dimensional array of m columns and n rows. A method for producing a probe carrier in which each of a plurality of types of probes is arranged on the substrate,
Comprising a step of wiping the liquid ejection port surface using a wiping unit,
The method of manufacturing a probe carrier, wherein in the wiping step, a portion of the wiping portion passing over a certain liquid discharge port is wiped in a direction not passing over another liquid discharge port.
前記液体吐出部の列間隔はXであり、前記液体吐出口の行間隔はYであり、
前記液体吐出口の列方向と前記払拭の方向とのなす角度θは、
0 < tanθ < X/Y(n−1)
を満たすことを特徴とする請求項1に記載のプローブ担体の製造方法。
The column interval of the liquid ejection unit is X, the row interval of the liquid ejection port is Y,
The angle θ between the row direction of the liquid ejection ports and the direction of the wiping is
0 <tanθ <X / Y (n-1)
The method for producing a probe carrier according to claim 1, wherein the following conditions are satisfied.
前記液体吐出口の列間隔はXであり、前記液体吐出口行間隔はYであり、
前記の液体吐出口の平均口径はDであり、
前記液体吐出口の列方向と前記払拭の方向とのなす角度θは、
3D/Y ≦ tanθ ≦ (X−3D)/Y(n−1)
を満たすことを特徴とする請求項1に記載のプローブ担体の製造方法。
The liquid discharge port row interval is X, the liquid discharge port row interval is Y,
The average diameter of the liquid ejection port is D,
The angle θ between the row direction of the liquid ejection ports and the direction of the wiping is
3D / Y ≦ tan θ ≦ (X-3D) / Y (n−1)
The method for producing a probe carrier according to claim 1, wherein the following conditions are satisfied.
前記液体吐出部の液体吐出口の列間隔はXであり、前記液体吐出口の行間隔はYであり、n≦mであり、
前記液体吐出口の列方向と前記払拭方向とのなす角度θは、
X(m−2)/Y(m−1) < tanθ < X/Y
を満たすことを特徴とする請求項1に記載のプローブ担体の製造方法。
The column interval of the liquid ejection ports of the liquid ejection section is X, the row interval of the liquid ejection ports is Y, and n ≦ m,
The angle θ between the row direction of the liquid ejection ports and the wiping direction is
X (m-2) / Y (m-1) <tanθ <X / Y
The method for producing a probe carrier according to claim 1, wherein the following conditions are satisfied.
前記液体吐出部の液体吐出口の列間隔はXであり、前記液体吐出口の行間隔はYであり、n≦mであり、
前記液体吐出口の平均口径はDであり、
前記液体吐出口列の行方向と前記払拭方向の角度θは、
(X(m−2)+3D)/Y(m−1)≦ tanθ
≦(X−3D)/Y
を満たすことを特徴とする請求項1に記載のプローブ担体の製造方法。
The column interval of the liquid ejection ports of the liquid ejection section is X, the row interval of the liquid ejection ports is Y, and n ≦ m,
The average diameter of the liquid ejection port is D,
The angle θ between the row direction of the liquid ejection port row and the wiping direction is
(X (m−2) + 3D) / Y (m−1) ≦ tan θ
≤ (X-3D) / Y
The method for producing a probe carrier according to claim 1, wherein the following conditions are satisfied.
前記プローブは、核酸の全部または一部に対して相補的な塩基配列を有し、前記核酸の塩基配列と特異的にハイブリダイズする一本鎖核酸であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のプローブ担体の製造方法。6. The probe according to claim 1, wherein the probe is a single-stranded nucleic acid having a base sequence complementary to all or a part of the nucleic acid, and specifically hybridizing with the base sequence of the nucleic acid. The method for producing a probe carrier according to any one of the above. 複数の液体吐出口がm列、n行の二次元の配列で開口した液体吐出口面を有する液体吐出部から複数種のプローブの夫々に対応した複数種のプローブ溶液を基板上に吐出することにより、前記基板上に複数種のプローブの各々が配置されたプローブ担体を製造するための装置であって、
前記液体吐出口面を払拭するための払拭部を備え、
前記払拭部は、ある液体吐出口上を通過する前記払拭部の部分が他の液体吐出口上を通過しない方向に払拭することを特徴とするプローブ担体の製造装置。
A plurality of types of probe solutions respectively corresponding to a plurality of types of probes are discharged onto a substrate from a liquid discharge portion having a plurality of liquid discharge ports having a liquid discharge port surface opened in a two-dimensional array of m columns and n rows. Thus, an apparatus for manufacturing a probe carrier on which each of a plurality of types of probes are arranged on the substrate,
A wiping unit for wiping the liquid ejection port surface,
The apparatus for manufacturing a probe carrier, wherein the wiping portion wipes in a direction in which a portion of the wiping portion passing over a certain liquid ejection port does not pass over another liquid ejection port.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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