JP2006010701A - 基板にスポットするための装置および方法 - Google Patents
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Abstract
【解決方法】このデバイスは、液体を含むように適応されたチューブを備える。伸長ファイバーは、チューブ内での上昇位置と下降位置の間の軸方向の運動のために、チューブ内に配置される。その上昇位置と下降位置との間でファイバーを移動または振動する際に、液体スポットは基板上の選択された位置に形成され得る。このデバイスは、多数の別個のスポットを有するマイクロアレイの製造に容易に適応可能である。
【選択図】図1
Description
サンプル中に存在する標的化合物または被分析物は、しばしば、そのサンプルの適切なプローブへの制御された曝露を通して同定され得、後に生じる反応が検出される。代表的な配置において、目的の被分析物を含有する試験溶液のサンプルは、検出可能なレポーターを保有するプローブに曝露される。このプローブは、それが、例えば、相補的ヌクレオチド配列のハイブリダイゼーションまたは抗体−抗原相互作用によって、被分析物を特異的に結合し得るように選択され得る。過剰のプローブ材料が除去(例えば、洗浄)された後、被分析物へのプローブの特異的結合が検出され得る。
本発明によれば、以下が提供される。
(1)基板(単数または複数)上の複数の間隔をあけた領域に予め決定された容量の液体をミクロスポッティングするための装置であって、以下:
該液体を含むように適応され、約200μm未満の内径を有するオリフィスを規定する下端を有する、チューブ;
該基板を保持するためのワークピースホルダー、
約100μm未満の直径および遠位端を有する、伸長した可撓性ファイバーであって、該ファイバーが、上昇位置と下降位置との間で、該チューブ内の軸方向の運動のために該チューブ内に配置され、ここで、該上昇位置のファイバーの自由端が該基板の表面から離れ、そして該下降位置のファイバーが該基板の表面と接触し、該基板が該ワークピース内に保持される、ファイバー、
該上昇位置と該下降位置との間に該ファイバーを移動するために該ファイバーに作動可能に接続された、移動手段、
該基板に対して選択された堆積位置に、該ホルダーに対して、該チューブおよび付随のファイバーを側方的に位置付けするための、位置付け手段、および
連続的に、(i)基板に対する選択された堆積位置で該チューブおよび付随のファイバーを位置付けし、そして(ii)該下方位置にファイバーを移動して、該基板上に選択された容量の液体を堆積する際における使用のために、該位置付け手段および移動手段に作動可能に接続された、制御ユニットであって、該チューブの下端と該基板との間の距離の変動が該ファイバーのたわみによって適応される、制御ユニット、
を備える、装置。
(2)上記位置付け手段が、上記チューブおよび上記移動手段に作動可能に接続される、項目(1)に記載の装置。
(3)項目(1)または(2)に記載の装置であって、上記ワークピースホルダー内の複数の異なる基板の各々上の予め選択された位置に、予め決定された容量の液体をミクロスポットする際における使用のための装置であって、上記制御ユニットが、各基板上の該予め選択された位置において連続的に上記チューブを位置付けするのに作動可能である、装置。
(4)項目(1)〜(3)のいずれかに記載の装置であって、上記オリフィスの上記直径が、上記ファイバーの直径より約10〜100μm大きい、装置。
(5)項目(1)〜(4)のいずれかに記載の装置であって、上記チューブが、実質的に均一な直径を有し、上記液体を保持するためのより大きな直径の上方リザーバをさらに備える、装置。
(6)項目(1)〜(5)のいずれかに記載の装置であって、上記チューブの内径が、上記オリフィスの上記直径を有する規定された容量のチューブ末端領域へ下向きに向かって先細となり、該チューブ末端領域の直径が上記ファイバーの直径と実質的に同じであり、上昇位置にある該ファイバーの末端が、該チューブ末端領域上に配置され、その結果、該ファイバーの上昇位置から下降位置までの該ファイバーの移動が、該チューブ末端領域内に含まれるある容量の液体を該チューブから放出するのに効果的である、装置。
(7)項目(1)〜(6)のいずれかに記載の装置であって、基板上の選択された堆積領域において予め決定された容量の上記液体を同時にミクロスポッティングする際における使用のための装置であって、複数の上記チューブ、付随のファイバーおよび移動手段をさらに備える、装置。
(8)基板上で予め決定された容量の液体をミクロスポッティングするための装置であって、該装置は、以下:
該液体を含むように適応され、約500μm未満の実質的に均一な直径を有する規定された容量のチューブ末端領域へ下向きに向かって先細となる内径を有する、チューブ;
該チューブ末端領域の直径と実質的に同じ直径を有する伸長ファイバーであって、該ファイバーが、上昇位置と下降位置との間で、該チューブ内の軸方向の運動のために該チューブ内に配置され、ここで、該上昇位置のファイバーの自由端が該チューブ末端領域の上に配置され、そして該下降位置のファイバーが該チューブ末端領域の下に配置される、ファイバー、および
該上昇位置と該下降位置との間に該ファイバーを移動するために該ファイバーに作動可能に接続された、移動手段であって、それによって該チューブ末端領域内に含まれる規定された容量の液体が、該チューブから該チューブの下に配置された該基板上に放出される、移動手段、
を備える、装置。
(9)上記チューブ末端領域が、約200μm未満の直径を有する、項目(8)に記載の装置。
(10)項目(8)または(9)のいずれかに記載の装置であって、上記ファイバーが可撓性ファイバーであり、そして下降位置にある該ファイバーが、該基板と接触するように適応される、装置。
(11)項目(8)〜(10)のいずれかに記載の装置であって、複数の基板の各々の予め選択された位置に予め決定された容量の液体をミクロスポッティングする際における使用のための装置であって、該装置が、該予め選択された位置において上記チューブおよび付随のファイバーを連続的に位置付けするための位置付け手段をさらに備え、該チューブの下端と該異なる基板位置との間の距離の変動がファイバーのたわみによって適応される、装置。
(12)項目(8)〜(11)のいずれかに記載の装置であって、基板上の複数の選択された堆積領域において予め決定された容量の該液体を同時にミクロスポッティング際における使用のための装置であって、複数の該チューブおよび付随のファイバーおよび移動手段をさらに備える、装置。
(13)上記チューブ末端領域が約200μm未満の直径を有し、該ファイバーが可撓性ファイバーであり、下降位置にあるファイバーが、該基板と接触するように適応され、該チューブの下端と該基板上の関連した位置との間の距離の変動がファイバーのたわみによって適応される、項目(8)〜(12)のいずれかに記載の装置。
(14)基板上に液体−試薬スポットのアレイを製造するための装置であって、該装置が以下:
複数の毛細管チャネルを有するマニホルドであって、各々が、選択された液体を保持するように適応され、該チャネルが対向する上端開口部および下端開口部を有し、その内径が該上端開口部から該下端開口部へ向かって減少し、該下端開口部が該アレイを形成する、マニホルド、
上記マニホルドに対して、上昇位置と下降位置との間で可動性である支持体、および
支持体との運動のために該支持体上に保有された複数のファイバーであって、該支持体が上昇位置と下降位置との間で運動する際に、各々のファイバーが、付随のチャネル内で長手軸方向に移動するように適応される、複数のファイバーであって、上昇位置から下降位置までの該ファイバーの運動が、該マニホルド内の各チャネルから選択された容量の液体を堆積するのに効果的である、複数のファイバー、
を備える、装置。
(15)上記上端開口部間の間隔が、隣接する下端開口部間の間隔より大きい、項目(14)に記載の装置。
(16)項目(14)または(15)のいずれかに記載の装置であって、上昇位置と下降位置との間で上記支持体を移動するために該支持体に作動可能に接続された接続された移動手段をさらに備える、装置。
(17)項目(14)〜(16)のいずれかに記載の装置であって、上記下端の上記チャネルの直径が約200μm未満であり、付随のファイバーの直径より約10〜約100μm大きい、装置。
(18)項目(14)〜(17)のいずれかに記載の装置であって、上記ファイバーが、上記基板を下方位置の支持体と接触するように適応され、そして付随のチャネル末端と該基板上の接触点との間で延びるファイバーの長さの変動がファイバーのたわみによって適応される、装置。
(19)項目(14)〜(18)のいずれかに記載の装置であって、各チャネルが、該チャネルの下端で終結する下端領域に沿って延びる実質的に均一な直径を有し、各チャネル末端領域の直径が、付随のファイバーの直径と実質的に同じであり、上昇位置のファイバーの末端が、該チャネル末端領域の上に配置され、その結果、上昇位置から下降位置への該ファイバーの移動が、該チャネル末端領域内に含まれる上記容量の液体を該チャネルから放出するのに効果的である、装置。
(20)基板の表面上の選択された量の液体を測定する際における使用のためのバルブ装置であって、以下:
該液体を保持するためのリザーバ、
該リザーバから延び、そして該基板の表面によって占められるように適応された面に隣接した下端オリフィスで終端する、チューブ、
軸方向の振動運動のために該チューブ内に配置されたファイバーであって、該ファイバーの下方部分が該オリフィスを通って延び、該チューブの内径および該ファイバーの直径が、ファイバー振動の非存在下で流体流れが該オリフィスを通ることを防止するような寸法である、ファイバー、
該ファイバーを振動するために該ファイバーに作動可能に接続された振動手段であって、該ファイバーに適用される振動振幅、振動周波数および振動時間を決定するための制御ユニットを備え、それによって、該量の液体が該チューブオリフィスを通過することが可能となる、振動手段、
を備える、バルブ装置。
(21)上記振動手段が、少なくとも約10Hzの振動周波数を生じるように適応される、項目(20)に記載の装置。
(22)上記振動手段が、少なくとも約100Hzの振動周波数を生じるように適応される、項目(20)または(21)のいずれかに記載の装置。
(23)上記振動手段が、少なくとも約10μmの振動周波数を生じるように適応される、項目(20)〜(22)のいずれかに記載の装置。
(24)上記振動手段が、少なくとも約100μmの振動振幅を生じるように適応される、項目(20)〜(23)のいずれかに記載の装置。
(25)上記チューブが、約100μm未満の下端直径を有し、そして上記ファイバーと下端のチューブとの間の間隔が約25μm未満である、項目(20)〜(24)のいずれかに記載の装置。
(26)上記ファイバーが、振動サイクルの少なくとも一部の間に上記基板と接触するように適応される、項目(20)〜(25)のいずれかに記載の装置。
(27)上記ファイバーが、振動サイクルにわたって、上記基板と接触したままであるように適応される、項目(20)〜(26)のいずれかに記載の装置。
(28)項目(20)〜(27)のいずれかに記載の装置であって、一方の選択された側方位置から他方の選択された側方位置まで、上記基板に対して上記チューブおよびファイバーを位置付けするための位置付け手段をさらに備える、装置。
(29)上記位置付け手段が、上記チューブ、ファイバーおよび振動手段に作動可能に接続される、項目(20)〜(28)のいずれかに記載の装置。
(30)基板上に試薬スポットを形成するための方法であって、該方法は以下:
上記チューブの下端においてオリフィスを通して選択された液体の一部をポンプ上げするのに十分な周波数および振幅で、該選択された液体を保持する毛細管チューブ内で長手軸方向に伸長した可撓性ファイバーを往復運動する工程であって、それによってペンダントドロップを形成する、工程;および
該ペンダントドロップを該基板上の選択された領域に配置する工程、
を包含する、方法。
(31)上記ペンダントドロップが、上記ファイバーの末端を上記基板の上記選択された領域と接触させる工程によって該基板上に配置される、項目(30)に記載の方法。
(32)上記選択された領域上に間隔をあけてファイバーを維持し、そして重力下で上記ペンダントドロップが落下するまで該ペンダントドロップを拡大することによって、該ペンダントドロップが、該基板上に配置される、項目(30)または(31)のいずれかに記載の方法。
(33)基板(単数または複数)上の複数の間隔をあけた領域において予め決定された容量の液体をミクロスポッティングするための装置であって、以下:
該液体を含むように適応され、そして約200μm未満の内径を有するオリフィスを規定する下端を有する、チューブ;
該基板を保持するためのワークピースホルダー、
約100μm未満の直径および遠位自由端を有する、伸長した可撓性ファイバーであって、該ファイバーが、上昇位置と下降位置との間で該チューブ内での軸方向の運動のために該チューブ内に配置され、該上昇位置のファイバーの自由端が該基板の表面から離れ、該下降位置のファイバーの自由端が該基板の表面と接触し、該基板が該ワークピースホルダー内に保持される、ファイバー、
2つの位置の間で可動性であるアクチュエータであって、該アクチュエータが、該ファイバーの上昇位置と下降位置との間で該ファイバーを移動するために該ファイバーに作動可能に接続された、アクチュエータ、および
該基板に対する選択された堆積位置で、該ホルダーに対して側方的に該チューブおよび付随のファイバーを位置付けするために該チューブに作動可能に接続されたx−yポジショナー、および
連続的に、(i)基板に対する選択された堆積位置に該チューブおよび付随のファイバーを位置付けし、そして(ii)該下方位置にファイバーを移動して、該基板上に選択された容量の液体を堆積する際における使用のために、該x−yポジショナーおよび垂直なアクチュアルに作動可能に接続される、制御ユニットであって、該チューブの下端と該基板との間の距離の変動が、該ファイバーのたわみによって適応される、制御ユニット、
を備える、装置。
(34)基板上に予め決定された容量の液体をミクロスポッティングするための装置であって、該装置は以下:
該液体を含むように適応され、そして約500μm未満の実質的に均一な直径を有する規定された容量のチューブ末端領域に下向きに向かって先細となる内径を有する、チューブ、
上記チューブ末端領域の直径と実質的に同じ直径を有する伸長したファイバーであって、該ファイバーが、該チューブ内での上昇位置と下降位置との間の軸方向の運動のための該チューブ内に配置され、該上昇位置のファイバーの自由端が該チューブ末端領域の上に配置され、該下降位置のファイバーの自由端が該チューブ末端領域の下に配置される、ファイバー、および
2つの位置間で可動性であるアクチュエータであって、該アクチュエータが、該ファイバーの上昇位置と下降位置との間で該ファイバーを移動するために該ファイバーに作動可能に接続され、それによって、該チューブ末端領域内に含まれる規定された容量の液体が、該チューブから該チューブの下に配置された該基板上に放出される、アクチュエータ、
を備える、装置。
(35)基板の表面上に、選択された量の液体を測定する際における使用のためのバルブ装置であって、以下:
該液体を保持するためのリザーバ、
該リザーバから延び、そして該基板の表面によって占められるように適応された面に隣接する下端オリフィスにおいて終結する、チューブ、
該チューブ内での軸方向の振動運動のために該チューブ内に配置されたファイバーであって、該ファイバーの下方部分が該オリフィスを通って延び、そして該チューブの内径および該ファイバーの直径が、ファイバーの振動の非存在下で流体流れが該オリフィスを通るのを防止するような寸法にされた、ファイバー、
該ファイバーを振動するために該ファイバーに作動可能に接続された振動ユニットであって、該ファイバーに適用される振動振幅、振動周波数、および振動時間を決定するための制御ユニットを備え、それによって該量の液体が該チューブオリフィスを通過することが可能となる、振動ユニット、
を備える、バルブ装置。
本発明の好ましい実施形態の以下の議論は、単なる特徴の例示にすぎない。従って、この議論は、決して本発明の範囲を限定することを意図しない。
Claims (34)
- 液体試薬を操作するための装置であって、以下:
複数のキャピラリーチャネルを含むマニホルドであって、各々が選択された液体を保持するように適応され、該チャネルが、対向する上端開口部および下端開口部を含み、該下端開口部が第1のアレイを規定し、該上端開口部が第2のアレイを規定する、マニホルド;
上昇位置と下降位置との間で、該マニホルドに対して移動可能である、支持体;および
それとの移動のために該支持体に結合した複数のチップであって、該支持体がその上昇位置と下降位置との間で移動する際に、各チップが、結合したチャネル内で長手軸方向に移動するように適応されている、複数のチップ、
を備える、装置。 - 前記チャネルの各々が、親水性である内部領域を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記チャネルの各々に隣接した外部表面が、疎水性を示す、請求項1に記載の装置。
- 前記支持体をその上昇位置と下降位置との間で移動するための、該支持体に操作可能に接続された移動手段をさらに含む、請求項1に記載の装置。
- 前記下降位置における前記チャネルの直径が、約200μm未満である、請求項1に記載の装置。
- 各チャネルが、前記チャネルの下端において終結するその下端領域に沿って延びる実質的に均一な直径を有する、請求項1に記載の装置。
- 前記支持体によって保持された複数のファイバーをさらに含み、各ファイバーの遠位端が前記チップの1つを規定する、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のアレイの開口部の中心間の距離が、前記第2のアレイの開口部の中心間の距離と異なる、請求項1に記載の装置。
- 前記第1のアレイの開口部の中心間の距離が、前記第2のアレイの開口部の中心間の距離に実質的に等しい、請求項1に記載の装置。
- 液体試薬を操作するための装置であって、以下:
複数のキャピラリーチャネルを含むマニホルドであって、各々が選択された液体を保持するように適応され、該チャネルが、対向する上端開口部および下端開口部を含み、該下端開口部が第1のアレイを規定し、該上端開口部が第2のアレイを規定する、マニホルド;および
前記マニホルドに対して、上昇位置と下降位置との間で移動可能である、複数のチップであって、該チップがその上昇位置と下降位置との間で移動する際に、各チップが、結合したチャネル内で長手軸方向に移動するように適応されている、複数のチップ、
を備える、装置。 - 前記チャネルの各々が、親水性である内部領域を含む、請求項10に記載の装置。
- 前記チャネルの各々に隣接した外部表面が、疎水性を示す、請求項10に記載の装置。
- 前記チャネルの直径が、約200μm未満である、請求項10に記載の装置。
- 各チャネルが、前記チャネルの下端において終結するその下端領域に沿って延びる実質的に均一な直径を有する、請求項14に記載の装置。
- 複数のファイバーをさらに含み、各ファイバーの遠位端が前記チップの1つを規定する、請求項10に記載の装置。
- 前記第1のアレイの開口部の中心間の距離が、前記第2のアレイの開口部の中心間の距離と異なる、請求項10に記載の装置。
- 前記第1のアレイの開口部の中心間の距離が、前記第2のアレイの開口部の中心間の距離に実質的に等しい、請求項10に記載の装置。
- 液体試薬を操作するための装置であって、以下:
第1および第2の実質的に平行な平面と、該表面の間で延びる複数のチャネルとを含むマニホルドであって、該チャネルが、対向する上端開口部および下端開口部を含み、該下端開口部が第1のアレイを規定し、該上端開口部が第2のアレイを規定する、マニホルドを備え、
ここで、該下端開口部の各々から延びる各チャネルの領域が、キャピラリーサイズを有し、その結果、該チャネルに配置された液体が、垂直に該チャネル内に維持され、
そして、ここで、該第1のアレイの開口部の中心間の距離が、該第2のアレイの開口部の中心間の距離と異なる、装置。 - 前記チャネルの各々が、親水性である内部領域を含む、請求項18に記載の装置。
- 前記チャネルの各々に隣接した外部表面が、疎水性を示す、請求項18に記載の装置。
- 前記チャネルの各々が、前記上端開口部から前記下端開口部まで進行するにつれて変化する内径を有する、請求項18に記載の装置。
- 前記マニホルドに対して、上昇位置と下降位置との間で移動可能である、複数のチップをさらに備え、該チップがその上昇位置と下降位置との間で移動する際に、各チップが、結合したチャネル内で長手軸方向に移動するように適応されている、請求項18に記載の装置。
- 複数のファイバーをさらに含み、各ファイバーの遠位端が前記チップのうちの1つを規定する、請求項22に記載の装置。
- 複数のファイバーをさらに含み、各ファイバーが、該チャネルの各々1つ内で長手軸方向に移動するように適応されている、請求項18に記載の装置。
- 前記ファイバーが、光学ファイバーである、請求項24に記載の装置。
- 液体試薬を操作するための装置であって、以下:
第1および第2の実質的に平行な平面と、該表面の間で延びる複数のチャネルとを含むマニホルドであって、該チャネルが、対向する上端開口部および下端開口部を含み、該下端開口部が第1のアレイを規定し、該上端開口部が第2のアレイを規定する、マニホルドを備え、
ここで、該下端開口部の各々から延びる各チャネルの領域が、キャピラリーサイズを有し、その結果、該チャネルに配置された液体が、垂直に該チャネル内に維持され、
そして、ここで、該チャネルの各々が、該上端開口部から該下端開口部まで進行するにつれて変化する内径を有する、装置。 - 前記チャネルの各々が、親水性である内部領域を含む、請求項26に記載の装置。
- 前記チャネルの各々に隣接した外部表面が、疎水性を示す、請求項26に記載の装置。
- 前記第1のアレイの開口部の中心間の距離が、前記第2のアレイの開口部の中心間の距離と異なる、請求項26に記載の装置。
- 前記マニホルドに対して、上昇位置と下降位置との間で移動可能である、複数のチップをさらに備え、該チップがその上昇位置と下降位置との間で移動する際に、各チップが、結合したチャネル内で長手軸方向に移動するように適応されている、請求項26に記載の装置。
- 複数のファイバーをさらに含み、各ファイバーの遠位端が前記チップのうちの1つを規定する、請求項30に記載の装置。
- 複数のファイバーをさらに含み、各ファイバーが、該チャネルの各々1つ内で長手軸方向に移動するように適応されている、請求項26に記載の装置。
- 前記ファイバーが、光学ファイバーである、請求項32に記載の装置。
- 液体試薬を操作するための装置であって、以下:
複数のチャネルを含むマニホルドであって、該チャネルが、対向する上端開口部および下端開口部を含み、該下端開口部が第1のアレイを規定し、該上端開口部が第2のアレイを規定する、マニホルド;
該マニホルド下に位置付けされた基板;および
該基板から延びる複数の隆起であって、該第1のアレイと同様のアレイ内に配置されている、隆起を備え、
ここで、該下端開口部の各々から延びる各チャネルの領域が、キャピラリーサイズを有し、その結果、該チャネルに配置された液体が、垂直に該チャネル内に維持され、
そしてさらに、該マニホルドが、該基板に向かう運動および該基板から離れる運動に適応している、装置。
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