JP2004125799A5

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Publication number: JP2004125799A5
Application number: JP2003354910A
Authority: JP
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2005-06-02
Anticipated expiration: 2017-11-06

Claims

アレイにおけるスポット−スポット特性が再現されるように、サブストレート表面上にサンプル材料のアレーを形成する方法であって、
前記サンプル材料を含む溶媒を含む流体を収容する内部チヤンバを有するベシクルを用意するステップ、
前記表面と前記ベシクルを接触させることなく、前記サブストレート表面上の第１位置に近接させてベシクルを配置するステップ、
前記サブストレート表面の第１位置で特定且つ調整されたナノリッター以下〜低ナノリッター容量の流体を分配すべく前記流体を前記チャンバから放出させるためにベシクルの内部に機械的圧力を与えるステップ、及び
前記サブストレート表面に近接する１組の位置の各々に前記ベシクルを移動させて、前記サブストレート上にサンプル材料のアレーを形成する前記１組の位置の各位置に特定且つ調整されたナノリッター以下〜低ナノリッター容量の流体を分配するステップ、
を含むことを特徴とする前記方法。
前記サブストレートが前記チャンバから放出された流体を受容すべく位置を規定するためにサブストレート上に形成されたウェルを有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
前記サンプル材料が質量分析用マトリックス材料を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
更に、前記マトリックス材料を含む溶媒をサブストレート表面上で蒸発させて該表面上にマトリックス材料を沈着させるために所定時間待機するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の方法。
更に、アレイにおけるスポット−スポット特性が再現されるように、特定且つ調整されたナノリッター以下〜低ナノリッター容量の分析対象材料を含む流体を、蒸発させたマトリックス材料上に放出して前記マトリックス材料で溶解し、前記サブストレート表面上に結晶性構造物を形成させることを含むことを特徴とする請求の範囲第４項に記載の方法。
前記サンプル材料が分析対象材料及び質量分析用マトリックス材料を含む溶媒を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
更に、沈着させたサンプル材料のアレーを、前記サンプル材料の組成を示す情報を測定する診断ツールを用いて分析するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
診断ツールが質量分析計であることを特徴とする請求の範囲第７項に記載の方法。
前記ベシクルが更に、特定且つ調整されたナノリッター以下〜低ナノリッター容量の流体をチャンバから放出させるための圧力を与える圧電要素を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
前記ベシクルを移動させるステップが、前記ベシクルを、前記サブストレート表面を横断してラスタさせるステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
ベシクルアセンブリの前記ベシクル部分が、サブストレート表面上の第１の複数位置に流体を分配するために、マトリックスに配置された複数のベシクルを有することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
前記ベシクルを移動させるステッブが、ベシクルを含むベシクルアセンブリを第１の複数位置に隣接する位置に移動させるための距離を示すオフセット信号を測定するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１１項に記載の方法。
前記ベシクルを移動させるステップが、前記ベシクルアセンブリを前記サブストレート表面上で移動させ、前記ベシクルアセンブリから流体を分配し、放出された流体を有する位置がマトリックスを形成するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の方法。
更に、洗浄流体を前記ベシクルのチャンバに抜き取って前記チャンバを濯ぐステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
更に、前記チャンバを毛管作用で満たすために前記ベシクルを流体材料ソースと接触させるステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
シリコンからなるサブストレート材料を用意するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
金属材料からなるサブストレート材料を用意するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
プラスチック材料からなるサブストレート材料を用意するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
膜からなるサブストレートを用意するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
ポリマー材料からなるサブストレートを用意するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
金属をグラフトしたポリマーからなるサブストレートを用意するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
化学的に官能化させたサブストレート材料であるサブストレートを用意するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
ビーズで機能化させたサブストレートを用意するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
樹枝状材料で機能化させたサブストレートを用意するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
材料を分析する方法であって、
溶媒中に前記材料を含む流体を含むベシクルを用意するステップ、
前記ベシクルと表面を接触させることなく、前記サブストレート表面の第１位置に近接して前記ベシクルを配置するステップ、
前記サブストレート表面の第１位置で特定且つ調整されたナノリッター容量の流体を送達するステップ、
前記ベシクルを前記サブストレート表面上の第１位置の次の第２位置に移動させ、前記サブストレート表面上の位置のアレーに沿って特定且つ調整された容量の材料を分配して材料のアレーを形成するステップ、及び
前記アレーの各位置の材料について質量分析を実施するステップを含むことを特徴とする前記方法。
前記ベシクルを用意するステップが、マトリックス材料及び分析対象材料を混合して前記材料を含む流体を調製するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の方法。
流体を保持するのに適当な内部チャンバを有するベシクルを用意するステップを含み、前記材料が質量分析用マトリックス材料を含むことを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の方法。
前記質量分析を実施するステップがマトリックス支援レーザー脱離イオン化質量分析を実施するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の方法。
前記質量分析を実施するステップが飛行時間型質量分析を実施するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の方法。
前記質量分析を実施するステップがフーリエ変換質量分析を実施するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第２５項に記載の方法。
アレイにおけるスポット−スポット特性が再現されるように、サブストレート表面上にサンプル材料のアレーを形成するためのシステムであって、
ナノリッターの流体を運ぶのに適当な遠位端部を有するベシクル、
前記ベシクルを移動させるために取り付けられた遠位部分を有する可動性アーム、
前記ベシクルを前記サブストレート表面上の第１位置に近接して配置すべく前記アームを移動させるための及び前記サブストレート表面の位置で特定且つ調整されたナノリッター以下〜低ナノリッター容量の流体を与えるべく前記ベシクルをコントロールするためのコントローラ、及び
前記材料の化学的組成を示す組成信号を発生させることにより前記サブストレート表面上に沈着させた材料を分析するための診断ツールを含む前記システム。
前記ベシクルが材料の中実軸を含むことを特徴とする請求の範囲第３１項に記載のシステム。
前記ベシクルが流体材料を運ぶのに適した内部チャンバを含むことを特徴とする請求の範囲第３１項に記載のシステム。
前記ベシクルがチャンバと前記チャンバから流体を放出するためのトランスデューサ要素とを含むことを特徴とする請求の範囲第３１項に記載のシステム。
前記診断ツールが質量分析計を含むことを特徴とする請求の範囲第３１項に記載のシステム。
サブストレート上の離れた位置に沈着した質量分析用マトリックス材料または前記マトリックス材料と分析対象物質との混合物から選択されるサンプル材料のアレーを含む表面を有するサブストレートであって、各位置のマトリックス材料が結晶構造物を形成し、表面上に前記材料を含むナノリッター容量の沈着により生じた量を含むことを特徴とする前記サブストレート。
前記表面上に配置したウェルを有し、前記サンプル材料が前記ウェル内に沈着されることを特徴とする請求の範囲第３６項に記載のサブストレート。
前記表面にピットが形成されていることを特徴とする請求の範囲第３７項に記載のサブストレート。
前記ウェルが粗な内表面を有していることを特徴とする請求の範囲第３７項に記載のサブストレート。
アレイにおけるスポット−スポット特性が再現されるように、特定且つ調整されたナノリッター以下〜低ナノリッター容量の材料をサブストレート表面上にアレーとして分配する方法であって、
（ａ）液体を分配するための、各ベシクルが材料を含む流体を収容する内部チャンバを有するベシクルの複数個をアレーの形態で配置して含むアセンブリを用意するステップ、
（ｂ）前記ベシクルを表面と接触させることなく、前記サブストレート表面に近接する第１組の位置でベシクルを整列させるステップ、
（ｃ）特定且つ調整されたナノリッター以下〜低ナノリッター容量の流体を、各ベシクルから、前記ベシクルで整列させたサブストレート表面上に放出させるために、機械的圧力を用いて各チャンバをコントロールして、流体のアレーをサブストレート表面上に沈着させるステップを含むことを特徴とする前記方法。
更に、
（ｄ）サブストレート表面に隣接する第２組の位置でベシクルを整列させるために前記ステップ（ａ）のアセンブリを移動させるステップ、
（ｅ）ステップ（ｃ）を繰り返すステップ、及び
（ｆ）任意にステップ（ｄ）及び（ｅ）を繰り返して、サブストレート表面上の更なる組の位置で流体を分配するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
前記サブストレートが、ベシクルから放出される流体を受容するための位置を規定するためにサブストレート表面上に形成されたウェルを有することを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
前記流体が溶媒及びマトリックス材料を含むことを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
更に、サブストレート表面上に放出した流体からマトリックス材料を含む溶媒を蒸発させて該表面上に沈着させたマトリックス材料を残すために所定期間待機するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第４３項に記載の方法。
更に、マトリックス材料が沈着されるのと同じ位置でステップ（ａ）〜（ｃ）を繰り返すことを含み、前記アセンブリ中のベシクルのチャンバが、マトリックス材料のアレー上に放出されるとマトリックス内に溶解する分析対象材料を含む溶媒を収容していることを特徴とする請求の範囲第４４項に記載の方法。
マトリックス材料が沈着されるのと同じ位置でステップ（ａ）〜（ｆ）を繰り返し、前記アセンブリ中のベシクルのチャンバが、マトリックス材料のアレー上に放出されるとマトリックス内に溶解する分析対象材料を含む溶媒を収容していることを特徴とする請求の範囲第４４項に記載の方法。
前記流体が溶媒中に分析対象物を含むことを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
更に、サブストレート表面上に放出された流体から分析対象物を含む溶媒を蒸発させて前記表面上に沈着した分析対象材料を残すために所定期間待機するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第４７項に記載の方法。
更に、分析対象物が沈着される同じ位置でステップ（ａ）〜（ｃ）を繰り返すことを含み、前記アセンブリ中のベシクルのチャンバが、分析対象物のアレー上に放出されると分析対象物に溶解するマトリックス材料を含む溶媒を収容していることを特徴とする請求の範囲第４８項に記載の方法。
流体が溶媒中に分析対象物を含み、
更にサブストレート表面上に放出された流体から分析対象物を含む溶媒を蒸発させて前記表面上に沈着した分析対象材料を残すために所定期間待機するステップを含み、
分析対象物が沈着される同じ位置でステップ（ａ）〜（ｆ）を繰り返し、前記アセンブリ中のベシクルのチャンバが、分析対象物のアレー上に放出されると分析対象物に溶解するマトリックス材料を含む溶媒を収容していることを特徴とする請求の範囲第４１項に記載の方法。
前記流体が分析対象材料及びマトリックス材料の混合物を含むことを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
更に、サブストレート上に沈着させた材料のアレーを有するサブストレートを、沈着させた材料の組成を示す情報を測定する診断ツールにかけるステップを含むことを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
診断ツールが質量分析計であることを特徴とする請求の範囲第５２項に記載の方法。
前記アセンブリを移動させるステップが、前記アセンブリを前記サブストレート表面を横断してラスターさせるステップを含むことを特徴とする請求の範囲第４１項に記載の方法。
前記アセンブリを移動させるステップが、第１組の複数位置に近接する位置にベシクルを整列させるべくアセンブリを移動させるための距離を示すオフセット信号を測定するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第４１項に記載の方法。
更に、チャンバを濯ぐべく洗浄流体をチャンバに抜き取るステップを含むことを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
各ベシクルが、チャンバを毛管作用により流体で少なくとも部分的に満たすために十分に狭い径を含むチャンバを有するピンからなり、
チャンバを毛管作用によりある容量の流体で少なくとも部分的に満たすべく前記アセンブリのベシクルが流体ソースと接触することを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
ベシクルのチャンバが圧力源に接続しており、
チャンバを毛管作用により満たす流体容量を部分的に補償すべく圧力源からの正圧をチャンバに加えることを特徴とする請求の範囲第５７項に記載の方法。
ベシクルのチャンバが、チャンバに負圧を加える圧力源に接続しており、
チャンバを負圧によりある容量の流体で少なくとも部分的に満たすために流体ソースと接触させることにより流体をベシクルに導入することを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
前記サブストレートがシリカ、ガラス、セルロース、シリコン、金属、プラスチック、ポリマー及び金属をグラフトしたポリマーからなる群から選択される材料からなることを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
前記サブストレートが平坦表面、ピット付き平坦表面、中実または多孔性ビーズ、膜またはピンからなることを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
前記サブストレート表面を化学的に機能化、ビーズで機能化または樹枝状捕捉材料で機能化されていることを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
前記流体がオリゴヌクレオチドを含むことを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
前記ベシクルのチャンバが圧力源に接続しており、前記圧力源により正圧を前記ベシクルのチャンバに加えることにより、流体を放出させるためのベシクルのコントロールが行われることを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
前記ベシクルのチャンバ内の圧力が該ベシクルから流体スプレーを放出するのに十分であることを特徴とする請求の範囲第６４項に記載の方法。
前記ベシクルのチャンバ内の圧力が該ベシクルから流体液滴を放出すべく選択されることを特徴とする請求の範囲第６４項に記載の方法。
前記アセンブリの各ベシクルが、流体をサブストレート表面に導くための毛細管要素と流体を分配すべくベシクルに圧力を加えるためのトランスデューサ要素とを有するアセンブリを含むことを特徴とする請求の範囲第４０項に記載の方法。
前記トランスデューサ要素が前記毛細管の周りに配置されており、電気パルスを変換して毛細管を機械的に変形させ、毛細管から流体を放出させ得ることを特徴とする請求の範囲第６７項に記載の方法。
前記トランスデューサ要素が圧電、電気、電気制限、磁気制限及び電気機械トランスデューサからなる群から選択されることを特徴とする請求の範囲第６７項に記載の方法。
アレイにおけるスポット−スポット特性が再現されるように、特定且つ調整されたナノリッター以下〜低ナノリッター容量の材料をサブストレート表面上にアレーとして分配する方法であって、
（ａ）液体を分配するために、ナノリッター容量の流体を保持するために端部を有する材料の中実軸を含む細長いベシクルを複数個アレーとして配置して有するピンアセンブリを用意するステップ、
（ｂ）ナノリッター容量の、液体材料を含む流体を流体ソースから前記ピンアセンブリのベシクルの端部に充填するステップ、
（ｃ）前記ベシクルを表面に接触させることなく、前記サブストレート表面に近接する第１組の位置にベシクルを整列させるためにピンアセンブリを配置するステップ、
（ｄ）充填した流体を前記ベシクルによって整列させたサブストレート表面に接触させて、サブストレート表面上に材料のアレーを形成するステップを含むことを特徴とする前記方法。
更に、
（ｅ）ステップ（ｂ）を繰り返すステップ、
（ｆ）サブストレート表面に近接し且つ第１組の位置に隣接する第２組の位置でベシクルを整列させるためにピンアセンブリを移動させるステップ、
（ｇ）ステップ（ｄ）を繰り返すステップ、及び、
（ｈ）任意に、ステップ（ｅ）〜（ｇ）を繰り返してサブストレート上の別の位置で材料を分配するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第７０項に記載の方法。
前記サブストレートが、ベシクルから放出される流体を受容するための位置を規定するためにサブストレート表面上に形成されたウェルを有することを特徴とする請求の範囲第７０項に記載の方法。
前記溶媒が質量分析用マトリックス材料を含むことを特徴とする請求の範囲第７０項に記載の方法。
更に、マトリックス材料を含む溶媒を蒸発させて該マトリックス材料を前記表面上に沈着させるために所定期間待機するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第７３項に記載の方法。
ステップ（ａ）〜（ｄ）を分析対象材料を含む溶媒を収容するベシクルを用いて繰り返し、
前記ベシクルの端部の分析対象材料の流体をサブストレート表面上の蒸発させたマトリックス材料と接触させて前記マトリックス材料を分析対象材料で溶解し、マトリックス材料と分析対象材料の混合物を沈着させることを特徴とする請求の範囲第７４項に記載の方法。
溶媒の材料が分析対象材料を含むことを特徴とする請求の範囲第７０項に記載の方法。
更に、分析対象材料を含む溶媒を蒸発させて該分析対象材料を前記表面上に沈着させるために所定期間待機するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第７６項に記載の方法。
ステップ（ａ）〜（ｄ）をマトリックス材料を含む溶媒を収容したベシクルを用いて繰り返し、
前記ベシクルの端部のマトリックス材料の流体をサブストレート表面上の蒸発させた分析対象材料と接触させて前記マトリックス材料を分析対象材料で溶解し、マトリックス材料と分析対象材料の混合物を沈着させることを特徴とする請求の範囲第７７項に記載の方法。
溶媒の材料が分析対象材料とマトリックス材料の混合物を含むことを特徴とする請求の範囲第７０項に記載の方法。
更に、サブストレート上に沈着させた材料のアレーを有するサブストレートを前記材料の組成を示す情報を測定する診断ツールにかけるステップを含むことを特徴とする請求の範囲第７０項に記載の方法。
前記診断ツールが質量分析計を含むことを特徴とする請求の範囲第８０項に記載の方法。
前記ピンアセンブリを移動させるステップが、前記ピンアセンブリを前記サブストレート表面を横断してラスターさせるステップを含むことを特徴とする請求の範囲第７１項に記載の方法。
前記ピンアセンブリを移動させるステップが、第１の複数位置に近接する位置でベシクルを整列させるべくピンアセンブリを移動させるための距離を示すオフセット信号を測定するステップを含むことを特徴とする請求の範囲第７１項に記載の方法。
前記サブストレートがシリカ、ガラス、セルロース、シリコン、金層、プラスチック、ポリマー及び金属をグラフトしたポリマーからなる群から選択される材料からなることを特徴とする請求の範囲第７０項に記載の方法。
前記サブストレートが平坦表面、ピット付き平坦表面、中実または多孔性ビーズ、膜またはピンからなることを特徴とする請求の範囲第７０項に記載の方法。
前記サブストレート表面を化学的に官能化、ビーズで機能化または樹枝状捕捉材料で機能化されていることを特徴とする請求の範囲第７０項に記載の方法。
前記ベシクルがベシクル要素の部分アセンブリであり、各ベシクルがナノリッター容量の流体を保持する内部チャンバを含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
ベシクルが、内部ハウジング内の圧力をコントロールする圧力源に接続した内部チャンバを有するハウジングの内側にあり、
前記圧力源が、各ベシクルの内部チャンバを介する流体の流れを調節してベシクルから特定ナノリッター容量の流体を分配するためにハウジングのチャンバに圧力を加えることを特徴とする請求の範囲第８７項に記載の方法。
前記ベシクルは内部チャンバを有し、複数のベシクルとチャンバを変形することにより流体を放出させるべく内部チャンバを介して流体を動かすために各ベシクルに取り付けられたトランスデューサ要素とを含むアセンブリの一部を形成し、
前記トランスデューサ要素は十分な圧力でチャンバを変形して、ピンから流体をスプレーさせるかまたはチャンバから流体液滴を仲長させて、該液滴をサブストレート表面に接触させることにより流体をサブストレートに対して流し得ることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。
自動化されていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の方法。