JP2006242729A - バイオチップ製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数プレートにプローブをスポットした際、各プレートでスポットした部分のプローブ量が均一なバイオチップを製造するバイオチップ製造装置を提供する。
【解決手段】 プローブを格納してあるマイクロタイタープレート２からプローブをスポットすべきプレート３までの距離を一定にし、ピン４によってマイクロタイタープレート２からプローブを取り出してからプレート３にスポットするまでの間に蒸発するプローブ溶液量をほぼ同量にし、プレートにスポットされるプローブの量を均一にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数種類のプローブを複数プレートにスポットするためのバイオチップ製造装置に関する。

従来から、複数種類のＤＮＡ、ＲＮＡ、たんぱく質等の生体高分子からなるプローブをガラスなどのプレートにスポットして、バイオチップを製造することが行われていた。図３は、この従来のバイオチップ製造方法の原理を説明する図である。図３に示すように、プローブＤＮＡを付着するピン４と複数種類のプローブＤＮＡ１が入っているマイクロタイタープレート２を用意する。一方、プレート３として複数のガラス板を試料台１１上に用意しておく。この後、マイクロタイタープレート２に入っているプローブＤＮＡ１をピン４に付着させ、ガラスプレート３の上に、ピン４に付着させたプローブＤＮＡ１を接触させてスポットする。スポット後のピン４には微量のプローブＤＮＡ１が残るため、洗浄液の入った洗浄槽５を有する洗浄部６で、ピン４を洗浄する。マイクロタイタープレート２に入っている全ての種類のプローブＤＮＡ１をそれぞれのガラスプレート３にスポットし終わるまでこの作業を繰り返し行い、図４に摸式的に示すようなバイオチップ１２を製造する。バイオチップ１２は、ガラスプレート３上に複数種類のプローブＤＮＡのスポット１３が所定の配列に配置されたものである。

なお、従来のバイオチップの製造に関する文献としては下記のものが挙げられる。
特開2000−157272号公報

図３に示した従来のバイオチップの製造方法によると、マイクロタイタープレート２から各ガラスプレート３までの距離が異なるため、ピン４に付着したプローブＤＮＡがガラスプレート３に到達するまでに生じる溶液の蒸発量が異なり、スポットされたプローブＤＮＡの濃度はガラスプレートの置かれた場所で異なる。つまり、マイクロタイタープレート２に近い位置に置かれたガラスプレートにスポットされたプローブＤＮＡに比較して、マイクロタイタープレート２から遠い位置に置かれたガラスプレートには濃度の高いプローブＤＮＡがスポットされることになる。そのため、各ガラスプレートにスポットされるプローブの量が異なっていた。また、プローブ量が異なるため、スポットの形状及び大きさが均一にならず、不安定となった。

バイオチップを用いた実験では、バイオチップにサンプルＤＮＡをふりかけ、バイオチップにスポットしてあるプローブＤＮＡとハイブリダイズさせ、どのプローブＤＮＡとサンプルＤＮＡが結合したかを検出する。結合量の測定は、サンプルＤＮＡに加えた蛍光物質の強度測定によって行われる。このとき、ガラスにスポットされたプローブＤＮＡの量が異なれば、プローブＤＮＡに捕捉されるサンプルＤＮＡの量が異なる。すなわち、スポットされているプローブＤＮＡの量によってバイオチップから検出される蛍光強度が左右されるため、検出時の判定に支障をきたしていた。また、プローブＤＮＡのスポット形状が不安定なため、結合度を解析するための処理が複雑化していた。

本発明は、このような従来技術の問題点に鑑みなされたもので、各プレートにスポットされたプローブＤＮＡの量が均一なバイオチップを提供すること、及びそのバイオチップの製造装置を提供することを目的とする。

本発明では、プローブをピンに付着させてプレートにスポットするまでにピンが移動する距離を全てのプレートに対して一定にする。このことによって、ピンに付着させたプローブをプレートまで搬送する間に蒸発する量を同じにして、スポットしたプローブの量をプレート間で均一にする。具体的には、プローブをスポットする場所を決め、各プレートをそのスポット位置に移動させ、プローブ容器又はプローブを取り上げてからプレートにスポットするまでの距離を一定にし、その間でピンから蒸発するプローブ溶液量を同じになるようにして、プレートにスポットされるプローブ量の各プレート間での均一化を図る。更に、プローブ容器の下面を冷却してプローブ溶液の蒸発を少なくし、待機中のプローブ溶液の濃度が変化しないようにする。また、プローブ容器周辺、及びプレートにピンでスポットを行う周辺の温度及び湿度を最適に調節する機構を備え、製造装置が設置された環境の温度、湿度の影響を受けることなく、常に最適な状態でスポットを行えるようにする。

本発明によると、プレートにスポットしたプローブの量を各プレートにおいて均一にできる。そのため、プローブへのサンプル結合量も均一となり、検出時の判定精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について説明する。ここでは、プローブとしてＤＮＡを用いる場合について説明する。しかし、プローブとして用いることができるのはＤＮＡに限られず、ＲＮＡあるいはたんぱく質を用いることもできる。また、プレートとしてガラスプレートを用いた例で説明するが、ガラス以外にナイロン製のメンブレン、シリコンウェハー等も使用可能である。

図１は、本発明によるバイオチップ製造装置の実施例を示す概略図である。図２は本発明によるバイオチップ製造装置の湿度及び温度調節機構を説明する概略図である。図２では本発明に係わる部分以外の構成要素は図示を省略してある。

図１（ａ）に示すように、プローブとしてのＤＮＡを付着するピン４と複数種類のプローブ１が入っているマイクロタイタープレート２を冷却機構９の上に用意する。一方、図１（ｂ）に示すように回転試料台８に複数枚のガラスプレート３を用意しておく。冷却機構９の温度は、周囲温度より低く設定しておく。これによりマイクロタイタープレート２からの溶液の蒸発が少なくなり、濃度がバイオチップ製造中は一定に保たれる。この際、温度が一定になるように温度調節機構２４を設置することにより、常に最適なスポットを行うための一定の温度環境下でスポットを行うことができる。

この後、マイクロタイタープレート２に入っているプローブ１をピンに付着させ、ピン４をスポット位置７まで移動し、ガラスプレート３の上に、ピン４に付着させたプローブ１を接触させてスポットする。スポットが終了すると回転試料台８は回転し、次のプレート３がスポット位置７に移動する。その後、マイクロタイタープレート２から溶液をピン４に付着させ、スポット位置７に位置するプレート３にスポットする。この操作を回転試料台８上に設置したプレート３に対して順次実行する。１つの種類のプローブを全てのプレート３に対してスポットし終わったら、次の種類のプローブを同様にして全てのプレートに対してスポットする。プローブの種類を変更する際には、ピン４を洗浄槽５を有する洗浄部６で洗浄し、異なるプローブ同士が混じり合わないようにする。マイクロタイタープレート２に入っている全てのプローブ１をスポットし終わるまでこの操作を繰り返し行い、図４に示すバイオチップ１２を製造する。

図２において、本発明によるバイオチップ製造装置２１は、図１で説明した回転試料台８、マイクロタイタープレート２をスタックしておくMTPスタッカ−２２、湿度の調節をおこなう湿度調節機構２３、温度の調節を行う温度調節機構２４を備えており、湿度調節機構２３の送風口２３１は、回転試料台付近に設けられている。湿度調節機構は一般に使用される超音波式で湿度を保つ機構やスチーム式で湿度を保つ機構等、湿度を一定に保つことが可能であればその方式は問わない。温度調節機構は、一般的なエアコンディショナー等のように温度を一定に保つことが可能な機構を備えていれば良い。

図１に示した装置の場合、スポット位置７は定点であり、マイクロタイタープレート２からスポット位置７までの距離は一定であるため、ピン４に付着した溶液が移動時に蒸発する量は全てのプレートに対して一定になる。一方、各プレート３はスポット位置７に移動するためピン４の蒸発に影響は与えず、各プレート３間でスポットされるプローブＤＮＡ量は均一になる。

同時に、スポット部位周辺に加湿送風口２３１により湿度を高められた空気を還流させることにより、更に蒸発量を低減させることが可能となる。この際、湿度が一定になるように湿度調節機構２３を設置することにより、常に最適なスポットを行うための一定の湿度環境下でスポットを行うことができる。

図５は、本発明によるバイオチップ製造装置の他の実施例を示す概略図である。図１に示した装置の場合、プレートは回転試料台に保持され、回転試料台の回転によってスポット位置に移動した。本実施例の場合、プレート３はプレート移動機構１０によって直線的に移動されてスポット位置７に搬送される。この場合でも、マイクロタイタープレート２からスポット位置７までの距離は一定であるため、ピン４がプローブを入れたマイクロタイタープレート２からプレート３に移動する間に蒸発する溶液量は全てのプレート３に対して一定になる。従って、各プレート３間でスポットされるプローブＤＮＡ量は均一になる。

図６は、本発明によるバイオチップ製造装置の更に他の実施例を示す概略図である。本実施例では、移動機構１４によってプローブが入ったマイクロタイタープレート２とピン４をスポット対象プレート３の近くに移動し、スポットを行う。マイクロタイタープレート２は、周囲に純水をためておく溝１５を有し、溝１５からの純水の蒸発でマイクロタイタープレート周囲の湿度を上昇させてプローブ溶液の蒸発を抑止する。本実施例によっても、マイクロタイタープレート２からスポット位置７までの距離を一定にできるため、ピン４がプローブを入れたマイクロタイタープレート２からプレート３に移動する間に蒸発する溶液量は全てのプレート３に対して一定になる。従って、各プレート３間でスポットされるプローブＤＮＡ量は均一になる。

本発明によるバイオチップ製造装置の実施例を示す概略図。 本発明によるバイオチップ製造装置の湿度及び温度調節機構を説明する概略図。 従来のバイオチップの製造方法を説明する図。 バイオチップの模式図。 本発明によるバイオチップ製造装置の他の実施例を示す概略図。 本発明によるバイオチップ製造装置の更に他の実施例を示す概略図。

符号の説明

１…プローブ、２…マイクロタイタープレート、３…プレート、４…ピン、５…洗浄槽、６…洗浄部、７…スポット位置、８…回転試料台、９…冷却機構、１０…プレート移動機構、１１…試料台、１２…バイオチップ、１３…スポット、１４…移動機構、１５…溝

Claims (7)

1. ピンと、複数種類のプローブの入ったマイクロタイタープレートとを有し、前記ピンによって前記マイクロタイタープレートに入ったプローブを複数のプレートにスポットするバイオチップ製造装置において、
   前記マイクロタイタープレートと前記プローブをスポットすべきプレート間の距離を一定にしたことを特徴とするバイオチップ製造装置。
2. ピンと、複数種類のプローブの入ったマイクロタイタープレートとを有し、前記ピンによって前記マイクロタイタープレートに入ったプローブを複数のプレートにスポットするバイオチップ製造装置において、
   前記マイクロタイタープレートに入ったプローブを前記ピンに付着させてから各プレートにスポットするまでに蒸発するプローブ溶液の蒸発量を略一定にしたことを特徴とするバイオチップ製造装置。
3. ピンと、複数種類のプローブの入ったマイクロタイタープレートとを有し、前記ピンによって前記マイクロタイタープレートに入ったプローブを複数のプレートにスポットするバイオチップ製造装置において、
   前記マイクロタイタープレートに入ったプローブを前記ピンに付着させてから各プレートにスポットするまでに前記ピンが移動する距離を略一定にしたことを特徴とするバイオチップ製造装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項記載のバイオチップ製造装置において、前記マイクロタイタープレートの周囲を高湿度にする湿度制御手段を有することを特徴とするバイオチップ製造装置。
5. 請求項４記載のバイオチップ製造装置において、前記湿度制御手段は湿度調節機構を有することを特徴とするバイオチップ製造装置。
6. 請求項１〜３のいずれか１項記載のバイオチップ製造装置において、前記マイクロタイタープレートの温度を周囲温度より低下させる温度制御手段を有することを特徴とするバイオチップ製造装置。
7. 請求項６記載のバイオチップ製造装置において、前記温度制御手段は温度調節機構を有することを特徴とするバイオチップ製造装置。

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