JP2004155201A - 毛細管印刷システム - Google Patents

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ティドハー， ディー． シャロン，
Joseph R Maurino
ジョゼフ， アール． モーリノ，
Loren D Titsworth
ローレン， ディー． ティッツワース，
Joeben Bevirt
ジョーベン ビヴァート，
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Abstract

【課題】微少量の液体を固体基材上に供給する印刷システムと方法の提供。
【解決手段】広い範囲の液体と基材に対して使用することができ、分析対象のアレイ上の供給を含む広範な適用を提供する。印刷システムは、ポッドと、着脱可能に設けられた複数の印刷装置と、基材と、運動抵抗体と位置決め装置を具備する印刷システムであって、ポッドは印刷装置の取り付け部と着脱可能に取り付けられるレセプタクルを有し、各印刷装置は、容器毎に固有の作用物を含む液を収容した容器と、軸方向の連通孔の基端部と大気圧に開放された先端部を有する毛細管と、先端開口を有する印刷チップとを有する。特定の実施例では、システムは保存装置、着脱可能で連動する複数の印刷装置、および／または、ワイヤボンディング毛細管を具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、毛細管印刷システム及びその製造方法に関するものである。
マイクロピペッタやインジェクタ（米国特許第４８１５３２５号、第５６０１９８０号、第５７４７１０２号参照）、インクジェットプリンタ（米国特許第５３３８６８８号参照）、万年筆型の接触デポジション毛細管（国際出願ＷＯ９５／３５５０５および米国特許第５７７０１５１号）のような種々の印刷装置で、微小量の液体を基材の上に正確に射出することが行われている。さらに、射出口を複数有する液体の移送注入装置が市販されている（ネバダ州レノのハミルトン社によるＤＮＡワークステーションＭＩＣＲＯＬＡＢ、カリフォルニア州サニーベールのロビンス サイエンティフィック社のＨＹＤＲＡマイクロディスペンサー、テキサス州ザ ウッドランズのジェノメトリックス社によるマイクロアレイ印刷システム等）。これらの装置のうちのいくつかは、マトリックス状に配列した分析または検査対象を印刷するために使用されているが、これらは、印刷精度、速度、相互の滲出制御、検査に対する耐性等に関して、それぞれ長所や欠点を有している。例えば、インクジェットプリンタに使用されるカートリッジは、インク内の急激な温度上昇によってカートリッジの内部で発生する圧力波を使用して、制御された量の液体を排出するが、この装置は壊れやすい分子構造を有する試薬に対しては損傷を与えたり試薬を変質させることになる。壊れやすい試薬を印刷するには、現在のピペッタや接触型毛細管供給装置の方が適しているが、これらの装置は、異なる試薬を使用する前には洗浄が必要であり印刷精度にも限界がある。本発明は、高密度の分析用アレイを印刷するのに特に適した印刷システムを提供するものである。
米国特許第４８１５３２５号公報 米国特許第５６０１９８０号公報 米国特許第５７４７１０２号公報 米国特許第５３３８６８８号公報 米国特許第５７７０１５１号公報
本発明は、固体基材の上に微小な量の液体を供給する印刷システムと方法とを提供するものである。これらのシステムと方法とは広い範囲の液体と基材に対して、広い種類の適用可能性を提供するものであって、その中には化学や生化学研究用のアレイのような分析対象物をアレイ状に供給することも含まれる。
一つの実施例では、本発明は、ポッドと、着脱可能な印刷装置と、基材と、位置決め装置と保存装置を具備し、（ａ）ポッドは印刷装置の取り付け部を着脱可能に受け入れるレセプタクルを有し；（ｂ）印刷装置は所定の溶液を収容する容器を有してこれと連通しており、毛細管は基端の開口と大気圧に開放された先端開口を有して軸方向に延びる連通孔を有し、印刷用の先端は基材に溶液を印刷する先端開口を有しており；（ｃ）位置決め装置はポッドを基材に対して移動させ；（ｄ）保存装置は印刷装置に収容されるか、これと接続されており長期間にわたって印刷装置が基材の上に溶液を印刷することを可能にする。一般的に、保存装置は気密の被膜、冷蔵装置、加湿器、吸湿剤のような液体の蒸発を遅らせる手段を具備する。システムはまた、着脱可能で連動する複数の印刷装置を具備することもできる。
他の実施例では、本発明はポッドと、着脱可能で連動する複数の印刷装置と、基材と位置決め装置を具備し、（ａ）ポッドは印刷装置の取り付け部を着脱可能に受け入れるレセプタクルを有し；（ｂ）各印刷装置は単一の溶液を収容する容器を有してこれと連通しており、毛細管は基端の開口と大気圧に開放された先端開口を有して軸方向に延びる連通孔を有し、印刷用の先端は基材に溶液を印刷する先端開口を有しており；（ｃ）位置決め装置はポッドを基材に対して移動させる。
別の実施例では、本発明は所定の溶液を収容し、毛細管は基端の開口と大気圧に開放された先端開口と共に軸方向に延びる連通孔を有し、印刷用の先端は基材に溶液を印刷する先端開口を有するワイヤボンディング毛細管を有する印刷システムを提供する。またさらに具体的な実施例では、本発明は、それぞれが異なる溶液を収容し、毛細管は基端の開口と大気圧に開放された先端開口と軸方向に延びる連通孔を有し、印刷用の先端は基材に溶液を印刷する先端開口を有する、連動する複数のワイヤボンディング毛細管を有する印刷システムを提供する。
これらのシステムのより具体的な実施例の多くの変形例が開示されている。例えば、実施例の１つでは、毛細管は先端部の先端開口へ向けて次第に細くなっており；他の実施例では、システムには毛細管と連動して、バネ、弾性膜や毛細管の質量等によって毛細管の軸方向の運動に一定の抵抗を与える装置が設けられ；別の実施例では、印刷装置は一体構造であり；他の実施例では、当該システムはさらに、印刷装置の接続部分から離れたガイド部分と接続されたガイドを有して毛細管の先端を基材に対して動かすガイド装置を具備する等である。
本発明は、印刷システムを使用して溶液や分析対象液を基材に印刷する方法、特に、液を連通孔を通して移送して、さらに先端から基材に向けて供給する毛細管の動きを減速する、例えば、基材に対して先端を打ち付けるように行う印刷方法を含む前記システムの使用方法、該システムの製造及び貯蔵方法を提供する。
以下に本発明を制限する意味ではなく本発明の理解を助けるために掲げた具体的な実施例について記載する。
第１の側面において、本発明はポッドと、着脱可能な印刷装置と、基材と、位置決め装置と保存装置を具備する印刷システムであって、（ａ）ポッドは印刷装置の装着部を着脱可能に取り付ける取付部を有し；（ｂ）印刷装置は所定の溶液を収容する容器を有してこれと連通しており、毛細管は基端の開口と大気圧に開放された先端開口と共に軸方向に延びる連通孔を有し、印刷用の先端は基材に溶液を印刷する先端開口を有しており；（ｃ）位置決め装置はポッドを基材に対して移動させ；（ｄ）保存装置は印刷装置に収容されるかこれと接続されており長期間にわたって印刷装置が基材の上に溶液を印刷することを可能にする印刷システムが提供される。このシステムは印刷装置の長期の保存に特に適しており、広範囲の好適なポッド、着脱可能な印刷装置、基材、位置決め装置、保存装置、適用及び具体的な実施例と適合性を有する。
好適なポッドには、印刷装置の着脱部を着脱可能に収容する取り付け部を介して位置決め装置の位置を印刷装置に伝達する構造体を有する。例えば、当該ポッドは毛細管印刷装置の基端側の端部（先端から最も遠いほう）を収容するための嵌合溝を有する位置決め装置のアームの端部であってもよい。
好適な印刷装置は、必要な容器と毛細管の間で液を連通させる構造要素を有する。例えば、印刷装置は、単に、基端部が容器に接続され先端部が印刷チップを有する液で充填された連通孔を有する毛細管である。別の構造としては、容器は、印刷チップを有する毛細管と液を連通させている比較的直径の大きな、毛細管でなくもっと容積の大きな、液で充填されたチャンバを有する。印刷装置の容器の部分は、所定の溶液を含む液を収容するような構造である。装置は好適で適合性のある何らかの材料からなる。例えば、毛細管に好ましい材料はセラミック、シリコン、ガラス等である。印刷装置は、水溶液やアルコール、ＤＭＳＯ、アセトニトリル等のような有機極性溶剤や、ベンゼン、クロロホルム等のような非極性溶媒を含む、多くの種類の液を収容し、貯蔵しおよび／または印刷することができるように構成されている。
好適に使用できる基材としては、印刷に好適な表面を有する多くの材料を使用することができるが、例えば、ガラス板、セラミック、プラスチック、金属、シリコン、アセテート、セルロース（紙）等が含まれる。基材は均質な表面であっても良いし、表面の化学的特性や形状等が位置によって異なるものでも良い。例えば、印刷用の液体を受容し、拘束し、反応し、含みおよび／または保持する特徴を有する。
好適に使用できる位置決め装置は、基材上の所望の印刷位置に印刷装置の位置決めを行うことのできるものであればどのような構成でも良い。しばしば、位置決め装置は基材表面に対する平面状の２次元的な第１の位置決めと、基材の表面と接触させる第２の位置決め装置を具備する。一般的に、位置決め装置は、コンピュータ制御されたロボットによって電子−機械的に運転される。
一般的に、システムの保存装置は液の蒸発を遅らせて、数日、好ましくは数週間、さらに好ましくは数ヶ月や、さらには数年にわたる印刷中断の後に印刷装置を再度搭載することなく印刷の再開が可能なようにする。多くの実施例において、システムは貯蔵期間にわたって、中断のない状態で行われた同様の印刷に比較して、ミスプリントの発生頻度、液の損失等によって測定した印刷性能の低下が５０％未満、好ましくは２０％未満、さらに好ましくは５％未満に抑えられる。貯蔵装置には多くのバリエーションが考えられる。一例として、貯蔵装置は、印刷装置を受容して収容することができる気密な防護膜であって印刷溶剤と蒸気を比較的密閉するもの、好ましくは実質的に密閉するもの、さらに好ましくは完全に密閉するものである。この防護膜または容器は、密閉空間内にさらに、印刷液の溶剤にぬれたスポンジ等の溶剤蒸気の分配装置を収容して蒸発をさらに最小限に抑えるものである。別の実施例では、装置は印刷装置の毛細管内の液を冷却あるいは好ましくは氷結させる冷蔵装置を有する。さらに別の例では、装置は毛細管内の液は吸湿剤を含んで液の揮発を抑制する。例えば、液の溶剤が水の場合は、好ましい添加剤にはグリセロール（例えば、５〜９５％）、塩等が含まれる。
当該印刷システムは、ほとんどすべての、少量の、高解像度液体印刷に適用可能である。例えば、広範囲の化学的及び生化学的実験、ランダムまたは合成手法に関連した実験、遺伝材料を含む天然物の分配に使用可能である。特に好適な適用例は、生化学的試薬や、ポリペプチドやポリヌクレオチドの好ましくは少なくとも５、さらに好ましくは少なくとも１５、さらに好ましくは少なくとも５０、一層好ましくは少なくとも１５０モノマーユニット（長さにおいて）の、固相、好ましくは高スループット固相遺伝子検査およびハイブリダイゼーション検査分析対象の高密度アレイ状の供給である。
当該システムのより具体的な実施例には、印刷装置の毛細管の孔の寸法と組成と、含まれる液との協働作用によって、毛細管の先端開口の近傍に液を保持するようなものがある。例えば、毛細管の穴は、毛細管の先端開口に向けて直径が小さくなって、好ましくは円錐状に小さくなっていくものである。
別の具体的な実施例では、システムはさらに、毛細管に連結された運動抵抗体を有し、毛細管の長手方向の動きに対してある程度の抵抗力を与える。抵抗力はバネ、弾性膜、毛細管の質量等によって加えられる。このような運動抵抗体は、比較的平坦で平滑な表面に対する接触型印刷を容易に行わせるためには重要であり、特に、複数の印刷装置が表面に対して同時に接触することを抵抗体が許容する構成の複数の印刷装置による印刷の場合に特に重要である。
他の一層具体的な実施例では、印刷装置は一体構造でありさらに／または以下に記述するワイアボンディング毛細管を有する。システムはさらに着脱可能に接続された複数の印刷装置を具備する。
他のさらに具体的な実施例では、当該システムはさらに印刷装置の接続部の反対側にあたるガイド部と接触するガイドを有するガイド装置を具備し、先端を基材に対し動かす。多くの種類のガイド装置が提供される。ガイド装置を具備した印刷システムはさらに第１と第２の着脱可能な印刷毛細管を具備して、これらはそれぞれ第１と第２の端子を有し、ポッドは毛細管のうちの１つを取り付ける取付部を有し、毛細管が試薬を配置する基材とを有し、第１の毛細管を使用して機材に高密度試薬アレイの第１の部分を供給した後に第１の毛細管を取り外して第２の毛細管を取り付けて、ガイド装置は、第２の毛細管を基材に対して第２の毛細管によるアレイの第２の部分を供給することができるよう実質的に同じ場所に毛細管を位置決めすることができる。このシステムでは、毛細管と端子は同じであっても異なっていても良い。
本発明の第２の側面では、本発明はポッドと、着脱可能に連動する複数の印刷装置と、基材と位置決め装置を有する印刷システムであって、（ａ）ポッドは印刷装置の取り付け部を着脱可能に受け入れるレセプタクルを有し；（ｂ）各印刷装置は単一の溶液を収容する容器を有してこれと連通しており、毛細管は基端の開口と大気圧に開放された先端開口を有して軸方向に延びる連通孔を有し、印刷用の先端は基材に溶液を印刷する先端開口を有しており；（ｃ）位置決め装置はポッドを基材に対して移動させる印刷システムが提供される。本システムは複数の印刷装置を多くの方法で連動させる。一つの実施例によれば、着脱可能に接続された複数の印刷装置は、各印刷装置を長手方向に規制する受容部または孔を有する。別な構造では、複数の印刷装置をいっしょにして連動させるために剛体または弾性バンドあるいはクランプを使用する。好ましい実施例では、これらのシステムは分析対象ごとの印刷装置を提供する。
本発明のこの側面に沿った別の実施例では、単一の材料から製造された一体のブロックが着脱可能な連動する複数の装置を構成し、精度、正確さ、再現可能性、信頼性、高速性、スポット供給の許容密度が向上する。単一の材料から製造されているので、装置は製造と維持が容易で経済的である。インジェクションモールディング、エンボス加工、深反応イオンエッチング（ＤＲＩＥ）のようなエッチング方法、電子射出機械加工（ＥＤＭ）、体積、コンピュータ数値制御（ＣＮＣ）ミリング等の当業者に知られている標準的なミクロリソグラフィー、ミクロ機械加工及び／またはミクロ製造方法の多くを使用することができる。したがって、選択した製造方法に従って、非常に広い範囲の材料から装置を製造することができ、それには、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリプロピレンおよびＰＭＭＡ；ガラスおよび／またはセラミックス；シリコンのような半導体材料；ステンレスのような金属が含まれる。ノズル密度、ヘッドの大きさ、容器サイズに関して多くのフォーマットから装置は製造される。印刷の精度と正確さは、ヘッドのすべてのノズルの先端ノズル表面（例えば平坦度）の変化が１０μ、好ましくは５μ、さらに好ましくは２μ未満、一層好ましくは１μであり、ノズル間の印刷体積と（中心間）距離の変化は４％未満、好ましくは２％未満、より好ましくは１％未満、さらに好ましくは０．５％未満である。標準マイクロタイターサンプルプレートを直接載荷できるようにノズルの間には隙間が空いているか（中心間で９ｍｍ）、あるいは、一層高密度の場合には、容器には通常のマイクロ体積液取り扱い装置を設ける。一実施例では、アレイの配置密度に応じてノズル間隔が設けられてオフセット印刷が不要になっている。
第３の側面によれば、本発明は、所定の溶液を収容し、毛細管は基端の開口と大気圧に開放された先端開口を有して軸方向に延びる連通孔を有し、印刷用の先端は基材に溶液を印刷する先端開口を有するワイヤボンディング毛細管を有する印刷システムを提供する。ワイヤボンディング毛細管は、半導体のダイ上に設けられた金属のボンドパッドをリードフレームのリードフィンガに電気的に接続するために使用される半導体製造方法から流用したものである。このプロセスでは、ボンドワイヤはワイヤボンディング毛細管が貫いており、毛細管の先端から突出するワイヤの端部は加熱されて溶けたボール状になる。溶けたボールは次に加熱されたボンドパッドに毛細管によって押し付けられ、ワイヤの金属材料とボンドパッドの合金を作る。毛細管はリードフィンガ上のボンディング部に移動して、そこでワイヤは過熱されたリードフィンガに押し付けられてワイヤをボンドし、引っ張って、切り取る。ワイヤボンディング毛細管は半導体製造の分野では周知であり、多くの出版物及び特許の対象になっており（アメリカ特許第３，８９４，６７１号、第４，８７７，１７３号，５，０８２，１５４号，第５，５５８，２７０号，第５，６６２，２６１号）、多くの会社から製品として提供されている（例えば、ペンシルバニア州ウィローグローブのKulicke & Soffa Industries Inc. 、カリフォルニア州ヴェンチュラのGaiser Tool Company、カリフォルニア州ペタルマのSmall Precision Tools社によるミクロ−スイス）。
より具体的な実施例においては、本発明は、それぞれが異なる液を収容して大気圧に開放された両端部の開口を有して先端には印刷用の端部を有する、連動する複数のワイヤボンディング毛細管を有し、先端は先端開口を有して液を印刷する印刷システムを提供する。
本発明は、上記のシステムを製造、使用、貯蔵する液の印刷方法であって、液または分析対象液を印刷システムを使用して基板上に印刷する方法であって、特に当該印刷方法は連通孔内の液を連通孔に沿って移動させて、先端から基板に移動させるために毛細管を減速するステップを有し、当該方法は例えば、接触型印刷においては先端を基材に打ち付けることによって行うことができる。印刷装置を搭載および／または取り外すために多くの方法を使用することができ、この方法には、印刷先端からの静的毛細管搭載と取り外し、真空補助取り外し、動的加圧排出等を含む。２５個の２０×２０（４００ノズル）ヘッドを有する継続的多ヘッド印刷システムによって、チップ基材に対して１００００点アレイのオフセット印刷を、少なくとも０．２チップ／秒以上の速度で、好ましくは１チップ／秒、さらに好ましくは５チップ／秒で行うことができる。
図１には複数の印刷装置１１が、印刷システムのポッド（図示しない）に取り付けるためのタブ１３を有する取付部１２のレセプタクルに収容された状態が示されている。
図２には、タブ１３を有するプリントヘッド１２のレセプタクルに収容された複数の印刷装置１１が示されている。印刷ヘッド１２の上には、複数の鉛直アクチュエータ２２を保持したバネブロック２１が設けられている。印刷ヘッド１２の下には、複数のガイド開口２４を有するガイド板２３が設けられている。
図３には、印刷ヘッド１２の一部であるレセプタクルに収容された印刷装置１１が示されている。印刷ヘッド１２の上部には、バネ３１とベント３３を有するバネシャフト３２とを具備するバネブロック２１が設けられている。印刷ヘッド１２の下には、ガイド開口２４を有するガイド板２３の一部が示されている。
図４には、複数の印刷装置１１が、印刷ヘッド１２の一部であるレセプタクルに収容された状態が示されている。印刷ヘッド１２部の上部には、バネと弁とキャビティブロック４１があり、ブロック４１とプリントヘッド１２の間には開口を設けたラテックスのバネシート４２が有る。
図５には、印刷ヘッド１２の一部であるレセプタクルに収容された印刷装置１１が示されている。印刷ヘッド１２の上部には、バネと弁とキャビティブロック４１が示されており、拘束回復開放セルフォームバネ／ベントの組み合わせ５１を保持している。
図６には、挿入された毛細管印刷装置６１と印刷装置６２の機構が、印刷ヘッド１２の部分のレセプタクルに収容されて形成された状態が示されている。印刷ヘッドの上部には、バネブロック６３が設けられている。バネブロック６３はバネを具備したプランジャ６４を有し、各プランジャ６４は、バネ６５、フランジ６６とシャフト６７を有して印刷装置６１と６２の上部に位置する。
図７には、装置６２の毛細管７１が圧縮可能なチャネル壁７２を有する印刷ヘッド１２のレセプタクルに収容された印刷装置６２の複数の機構が示されている。
図８には、単一構造、低密度（例えば６４チップ／ｃｍ2）マルチチャネル印刷ヘッド８１の断面を示す。ヘッド８１は、モールドされた印刷チップ８４の毛細連通孔８３と連通した射出成形容器８２を有する。
図９には、単一構造の高密度（例えば、４００チップ／ｃｍ2）マルチチャネル印刷ヘッド９１の断面を示す。ヘッド９１は、エッチングされた印刷チップ９４の毛細管連通孔９３と連通した容器９２を有する。
図１０には、複数の印刷チップガイド開口１０３を有するガイド板１０２に閉じられたフレキシブルドア保存装置１０１と連結された印刷ヘッド１２を示す。
図１１は、複数の印刷チップガイド開口１０３を有するガイド板１０２と接触した開放フレキシブルドア保存装置１０１と接続された印刷ヘッド１２を示す。開放フレキシブルドア保存装置１０１はスライドを開いた状態で示してある。別な構造では、開放フレキシブルドア保存装置１０１はスイングドア式であっても良い。
図１２は、プリントヘッド１２を収容した含浸フォームパッド１２２を有する、開放宝石箱型の保存装置を示す。
図１３は、印刷ヘッド１２を収容した含浸フォームパッド１２２を有する、閉じたキャンディーボックス型の保存装置１３１を示す。
図１４は、印刷ヘッド１２を収容した含浸フォームパッド１２２を有する、開いたキャンディーボックス型の保存装置１３１を示す。
図１５は、印刷ヘッド１２を収容した含浸フォームパッド１２２を有する、開放位置の飛び出しボックス型の保存装置１５１を示す。プリントヘッド１２の上部には接近するバネブロック１５２が示されている。
図１６は、印刷ヘッド１２を収容した含浸フォームパッド１２２を有する、開放位置の飛び出しボックス型の保存装置１５１を示す。プリントヘッド１２の上部には押圧するバネブロック１５２が示されている。
図１７は、印刷ヘッド１２の部分である線形ベアリングレセプタクルに収容されたベントホール１７１を有する印刷装置１１を示す。印刷ヘッド１２の部分の下には、真空開口１７３を有する真空板１７２の一部が設けられている。
図１８は、印刷ヘッド１２の部分である線形ベアリングレセプタクルに収容されたベントホール１７１を有する印刷装置１１を示す。印刷ヘッド１２の部分の下には、真空開口１７３を有する真空板１７２の一部が設けられている。印刷装置１１から配管１８１を介して、装置を大気圧、閉止または加圧窒素ガスのいずれかと連通させる３方向バルブ１８２が設けられている。
図１９は、印刷ヘッド１２の部分である線形ベアリングレセプタクルに収容されたベントホール１７１を有する印刷装置１１を示す。印刷ヘッド１２の部分の下には、真空開口１７３を有する真空板１７２の一部が設けられている。印刷装置１１から配管１８１を介して、装置を加圧窒素ガス、水、大気圧及び真空のいずれかと連通させる４方向バルブ１９１が設けられている。
図２０は、配管１８１を介してサンプル容器２０１と連通する印刷装置１１を示す。
図２１は、マルチチップターンテーブル２１２に回転可能に設けられたマルチヘッド印刷アセンブリ２１１を有する印刷システム２１０を示す。アッセンブリ２１１は、位置決めステージ２１４を提供するアクチュエータ２１３と印刷ヘッド９１を取り付けるためのＬ型ブラケット２１５を介してアッセンブリ２１１に取り付けられた、単一構造高密度（４００チップ／ｃｍ2）マルチチャネル着脱可能印刷ヘッド９１を具備する。ターンテーブル２１２は、印刷基材を供給しチップ２１６を位置決めするチップレセプタクル２１６を提供する。作動時は、アクチュエータ２１３は同時にそれぞれの印刷ヘッド９１を対応するチップ２１６に押し付ける。次に、ターンテーブル２１２が１チップ分回転し、ターンテーブル２１２の回転またはアクチュエータ２１３の位置決めあるいはその両方によって必要な印刷オフセットが行われる。所定のチップ２１６による印刷が終了すると（アレイの供給が完了すると）、チップ２１６をターンテーブル２１２から取り外して、新しいチップ２１６通り変えることで、中断の後に印刷を行うことができる。
本明細書で引用した引用文献と明細書を個別に参照して取り込むものと記載することに代えて、本明細書において参照したすべての文献と特許出願を参照してここに取り込むことにする。本発明を明瞭に理解させる目的でいくつかの実施例について図を参照して詳細に説明したが、明細書と図面の開示に基づいて、本発明の技術的思想に基づいて変更や改変が可能なことは当業者には自明である。
連動する複数の印刷装置を具備した印刷ヘッドを模式的に示した図である。 バネブロック運動抵抗器、印刷ヘッドとガイド板を模式的に示した図である。 バネブロック運動抵抗器、印刷ヘッドとガイド板から構成される単一の印刷装置を模式的に示した図である。 ブロック運動抵抗器、弾性シートと印刷ヘッド部から構成される複数の印刷装置を模式的に示した図である。 フォームプラグがブロック運動抵抗器と印刷ヘッド部から構成される単一の印刷装置を模式的に示した図である。 プランジャーベアリング羽ブロック運動抵抗器と印刷ヘッド部から構成される挿入された毛細管印刷装置を模式的に示した図である。 圧縮性のチャネル壁を有する印刷ヘッド部を模式的に示した図である。 低密度多チャネル印刷ヘッドの単一部材構造を模式的に示した図である。 一体構造高密度多チャネル印刷ヘッドを模式的に示した図である。 フレキシブルドア保存装置を有するガイド板と印刷ヘッドを模式的に示した図である。 フレキシブルドア保存装置を有する印刷ヘッドを収容したガイド板において、ドアを開いた状態を示す図である。 印刷ヘッドを収容した、開放宝石箱型の保存装置を模式的に示した図である。 印刷ヘッドを収容した、閉じたキャディーボックス型の保存装置を模式的に示した図である。 印刷ヘッドを収容した、開いたキャディーボックス型の保存装置を模式的に示した図である。 印刷ヘッドを収容した、スプリングブロックと開放飛び出し箱型の保存装置を模式的に示した図である。 印刷ヘッドを収容した、開放した飛び出し型の印刷ヘッドを押圧するスプリングブロック型の保存装置を模式的に示した図である。 開放、静的載荷、真空除去、印刷先端システムを模式的に示した図である。 バルブ駆動、静的載荷、真空除去、圧力排出、印刷先端システムを模式的に示した図である。 バルブ駆動、動的載荷、真空除去、圧力排出、印刷先端システムを模式的に示した図である。 重力または圧力載荷、動的排出印刷先端システムを模式的に示した図である。 高能率印刷システムを模式的に示した図である。

Claims (14)

  1. ポッドと、着脱可能に設けられた複数の印刷装置と、基材と、運動抵抗体と位置決め装置を具備する印刷システムであって、ポッドは印刷装置の取り付け部と着脱可能に取り付けられるレセプタクルを有し、各印刷装置は、容器毎に固有の作用物を含む液を収容した容器と、軸方向の連通孔の基端部と大気圧に開放された先端部を有する毛細管と、先端開口を有する印刷チップとを有して、作用物を基材に印刷し、該運動抵抗体は、バネ、弾性膜及び毛細管の質量のうちから選択され、毛細管に接続されて毛細管の軸方向の動きに対して抵抗力を与えるものであり、位置決め装置はポッドを基材に対して相対的に動かす印刷システム。
  2. 前記連通孔はチップの先端に向けた径が次第に細くなっていることを特徴とする請求項１に記載の印刷システム。
  3. 印刷装置が一体構造である請求項１に記載の印刷システム。
  4. さらに、取付部と反対側にある各印刷装置の記録部と接触するガイドを有する記録手段を具備し、チップを基材に対して動かす請求項１に記載の印刷システム。
  5. 請求項１に記載した印刷システムで作用物を印刷するステップを有する印刷方法。
  6. 作用物を連通孔を通ってチップから基材に移動させるために減速するステップ含む請求項５に記載の方法。
  7. さらに、前記減速ステップは、チップを基材に打ち付けることで作用物を毛細管の連通孔を通ってチップから基材に移動させるステップを含む請求項５に記載の方法。
  8. 前記減速ステップで、所定量の液を毛細管の連通孔を通ってチップから基材に移動させる、チップを基材に打ち付けることで作用物を毛細管の連通孔を通ってチップから基材に移動させるステップを含む請求項５に記載の方法。
  9. 長期保存後の印刷能力の劣化が、２０％未満である請求項１に記載の印刷システム。
  10. 前記作用物はポリヌクレオチドまたはポリペプチドである請求項１に記載の印刷システム。
  11. 前記基材は均質なガラスの表面を有する請求項１に記載の印刷システム。
  12. 長期保存後の印刷能力の劣化が、２０％未満である請求項５に記載の方法。
  13. 前記作用物はポリヌクレオチドまたはポリペプチドである請求項５に記載の方法。
  14. 前記基材は均質なガラスの表面を有する請求項５に記載の方法。
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