JP2007064855A - スポットピンおよびスポット装置 - Google Patents

Abstract

【課題】スポットピンを用いて点着対象面に液体を点着する場合に、液体の点着量および点着形状のバラツキを、スポットピンを駆動させるための駆動機構の制御を複雑化することなく抑制する。
【解決手段】スポットピン２において、液体を保持するための液体保持部２４を有するスポットピン本体２０と、液体保持部２４に保持された液体の温度を制御するために、スポットピン本体２０の表面における熱移動を制御する熱移動制御手段２１と、を備えた。熱移動制御手段２１は、スポットピン本体２０よりも熱伝導率の低い材料により構成された断熱材２１を含んでいる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、点着対象面に対して液体を点着するためのスポット装置、およびこのスポット装置に用いるスポットピンに関するものである。

ＤＮＡの塩基配列の解析を行う方法として、バイオチップ（生化学解析用ユニット）を用いる方法がある（たとえば特許文献１−３参照）。バイオチップは、基板に対して塩基配列が既知のプローブＤＮＡをスポット状に固定化したものであり、蛍光物質で標識したサンプルＤＮＡと接触させることにより、サンプルＤＮＡに含まれるプローブＤＮＡの相補鎖ＤＮＡがプローブＤＮＡと結合する。そのため、プローブＤＮＡに結合していないＤＮＡを洗浄により除去し、相補鎖ＤＮＡに標識させた蛍光物質を光エネルギで励起させて、その励起光を検出することにより、目的とするＤＮＡの検出を行うことができる。

上述のように、バイオチップにおいては、基板に対してプローブＤＮＡが固定化されているが、その固定化に際して、基板に対してプローブＤＮＡを含む試薬が基板に点着される。プローブＤＮＡの点着には、試薬を保持するための複数のスポットピンをヘッドに保持させたスポット装置が使用されている。

図１２は、一般的なスポット装置のヘッド周りの要部を示すものであり、ヘッド９０には複数のスポットピン９１が保持されている。各スポットピン９１は、毛細管力を作用させ、かつ液体を保持するための液体保持部９２と、先端に設けられた円環状の点着面９３と、を有している。

このスポットピン９１では、試薬にスポットピン９１の先端部を浸漬することにより、液体保持部９２に作用する毛細管力によって液体保持部９２に試薬が吸引・保持される。

一方、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示したように、基板９４の表面９５（点着対象面）に対する試薬の点着は、基板９４の表面９５に対して、試薬を保持させたスポットピン９１を接触させた後に離間させることにより行われる。この場合、図１３（ｂ）および図１３（ｃ）に示すように、スポットピン９１の点着面９３を基板９４の表面９５に接触させると、液体保持部９２の試薬Ｑの一部が基板９４に接触し、点着面９３と基板９４の表面９５との間に生じる僅かな隙間による毛細管作用によって、試薬Ｑが点着面９３の外径に相当する範囲まで広がる。そのため、図１３（ｄ）に示すように、スポットピン９１を上昇させてスポットピン９１を基板９４から離間させた場合には、基板９４の表面９５に点着面９３の外径と略一致する直径Ｄの領域に試薬が点着される。

特開２００２−３５５０３６号公報 特開２００４−４０８３号公報 特開２００４−３５４１２３号公報

しかしながら、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）を参照して説明した試薬Ｑの点着は、スポットピン９１における１回の試薬Ｑの吸引に対して、複数回行われる。そのため、スポットピン９１に保持された試薬Ｑの温度と、スポットピン９１の周り温度との間に差がある場合には、複数回の点着作業中に、スポットピン９１に保持された試薬Ｑの温度が変化してしまうことがある。このような試薬Ｑの温度変化は、試薬Ｑの粘性変化を誘発する。また、スポットピン９１に保持された試薬Ｑの温度に比べて、スポットピン９１の周りの温度が高い場合に、試薬Ｑの温度が上昇して試薬Ｑに含まれる液体成分の蒸発量が多くなり、試薬Ｑの粘性が増加する。

そして、複数回の点着作業時における試薬Ｑの粘性の変化は、点着量や点着形状にバラツキが生じる原因ともなる。すなわち、先に説明したように、スポットピン９１の点着面９３と基板９４の表面９５との間隙による毛細管作用によって、試薬Ｑが点着面９３と基板９４の表面９５に沿って広がるが、このときの試薬Ｑの広がる速度は、試薬Ｑの粘性に依存し、粘性が高いほど遅くなる。そのため、繰り返し行われる点着作業において、スポットピン９１の点着面９３を基板９４の表面９５に接触させる時間を一定に保って点着作業を行うと、試薬Ｑの粘性が高い場合に点着面９３を基板９４の表面９５に接触させている間に、点着面９３の外径に相当する範囲まで広がりきれずにスポット径が小さくなったり、真円度が低下してしまうことがある。

そのため、試薬Ｑの粘性の変化に伴うスポットに対応すべく、試薬Ｑにおける粘性の変化（たとえば試薬における液成分の蒸発）に対応させて、スポットピン９１を基板９４に接触させる時間を変化させる方法も考えられる。しかしながら、スポットピン９１の接触時間を試薬Ｑの粘性に応じて変化させるためには、スポットピン９１を移動させるための駆動機構の制御が複雑化する。

本発明は、スポットピンを用いて点着対象面に液体を点着する場合に、液体の点着量および点着形状のバラツキを、スポットピンを駆動させるための駆動機構の制御を複雑化することなく抑制することを課題としている。

本発明の第１の側面において提供されるスポットピンは、液体を保持するための液体保持部を有するスポットピン本体と、前記液体保持部に保持された液体の温度を制御するために、前記スポットピン本体の表面における熱移動を制御する熱移動制御手段と、を備えていることを特徴としている。

前記熱移動制御手段は、たとえば前記スポットピン本体よりも熱伝導率の低い材料により構成された断熱材を含んでいる。

前記熱移動制御手段は、前記スポットピン本体との間の熱移動を、伝熱媒体を介して積極的に行わせるための伝熱部を含むものとして構成することもできる。

前記伝熱部は、たとえば前記スポットピン本体の表面との間に、伝熱媒体を流動させるための空間を形成する容器を有するものとして構成される。

前記容器は、この容器内に流体を流入させるための流入口と、前記容器内の流体を流出させるための流出口と、を有するものとして構成される。この場合、前記流出口は、前記スポットピン本体の点着面に近接させて設けるのが好ましい。

前記熱移動制御手段はまた、前記スポットピン本体よりも熱伝導率の高い材料により構成された伝熱媒体を、前記スポットピンに密着させた構成であってもよい。この場合、前記伝熱部は、前記スポットピン本体に対して螺旋状に巻き付けられたコイルとして形成するのが好ましい。

本発明の第２の側面においては、スポットピンに保持させた液体を、点着対象面に点着するためのスポット装置であって、前記スポットピンは、液体を保持するための液体保持部を有するスポットピン本体と、前記スポットピン本体との間で、伝熱媒体を介して積極的に熱移動させるための伝熱部と、を備えており、かつ、前記伝熱媒体の温度を制御するための加熱冷却手段をさらに備えることを特徴とする、スポット装置が提供される。

本発明に係るスポット装置は、たとえば前記伝熱部は、前記スポットピン本体の表面との間に、前記伝熱媒体を流動させるための空間を形成する容器を有するものとして構成される一方、前記加熱冷却手段は、前記容器に温度制御された伝熱媒体を供給するように構成される。

前記容器は、この容器内に流体を流入させるための流入口と、前記容器内の流体を流出させる、かつ前記スポットピン本体の点着面に近接して設けられた流出口と、を有するものとされる。この場合、前記加熱冷却手段は、前記液体保持部に保持された液体の揮発成分と同一な成分を含んだ伝熱媒体を供給可能なように構成するのが好ましい。

前記伝熱部は、前記スポットピン本体よりも熱伝導率の高い材料により構成された伝熱媒体を、前記スポットピンに伝熱媒体を密着して設けた構成とすることもできる。この場合の伝熱部は、たとえば前記スポットピン本体に対して螺旋状に巻き付けられたコイルとして構成される

本発明では、スポットピン本体に熱移動制御手段を設けているため、スポットピン本体における液体保持部に保持された試薬などの液体の温度変化を抑制することができる。

たとえば、熱移動制御手段として、断熱材を含む構成を採用した場合には、液体保持部に保持された液体とスポットピンの外部との熱移動が断熱材によって制限される。その結果、保持された液体と外部の温度との間に大きな温度差があったとしても保持された液体の温度が急激に変化することはなく、あるいは外部の温度が急激に変化したとしても、保持された液体の温度が急激に変化することもない。

また、スポットピンにおける熱移動制御手段として伝熱部を含んだ構成を採用した場合には、加熱冷却手段によって伝熱媒体の温度を制御することにより、液体保持部に保持された液体の温度を制御することが可能となる。たとえば、伝熱部として容器を有するものを採用した場合には、容器に流動させる伝熱媒体の温度を、加熱冷却手段によって制御することにより、あるいは伝熱部を構成する伝熱媒体の温度を制御することにより、液体保持部に保持された液体の温度を制御することが可能となる。その結果、保持された液体と外部の温度との間に大きな温度差があったとしても、あるいは外部の温度が急激に変化したとしても、伝熱媒体の温度を適切に制御することによって保持された液体の温度変化を抑制することが可能となる。

とくに、伝熱部として容器を有するものを採用する場合において、容器における流出口を、スポットピン本体の先端部に隣接して設ける一方で、伝熱媒体供給手段によって液体保持部に保持された液体の揮発成分と同一の成分を含んだ伝熱媒体を供給可能な構成を採用すれば、スポットピン本体の点着面の周りにおける揮発成分の濃度を高めることができる。その結果、スポットピン本体の点着面の近傍での液体の揮発成分の揮発（蒸発）を抑制することができ、当該部分における液体表面の乾燥を抑制できるため、液体における成分比率の変化を防ぎ、より確実な点着を行うことができるようになる。

以上に説明したように、本発明では、スポットピンにおける液体保持部に保持された液体の温度変化を抑制することが可能となるため、液体保持部に保持された液体の粘性変化を抑制することができるようになる。そのため、液体保持部に対する１回の液体の供給により、複数回の点着作業を行う場合であっても、それらの点着作業中に、粘性変化に起因する点着量や点着形状にバラツキが生じるのを抑制し、安定した点着が可能となる。

また、液体保持部に保持された液体の粘性変化を抑制できるために、液体の粘性変化を考慮したスポット条件の変更（たとえば粘性変化に応じてスポットピンを点着対象面に接触させる時間の変更）を行う必要はなくなる。そのため、本発明では、スポットピンの駆動機構の制御が複雑化することもない。

以下、本発明について、第１ないし第３の実施の形態として、図面を参照しつつ説明する。

まず、本発明の第１の実施の形態について、図１ないし図４を参照しつつ説明する。

図１に示したスポット装置１は、図３および図４参照すれば理解できるように、プローブＤＮＡを含む試薬Ｑを基板５における目的部位に点着するためのものであり、複数のスポットピン２（図面上は６つ）、ヘッド３、Ｚ軸駆動機構４０、ＸＹ軸駆動機構４１、ステージ４２、制御部４３、試薬保持部４４、および洗浄槽４５を備えている。

図２に示したように、各スポットピン２は、スポットピン本体２０および熱移動制御手段としての断熱部２１を有している。

スポットピン本体２０は、点着すべき試薬Ｑを内部に保持させるためものであり、係止部２２、液体保持部２３、および点着面２４を有している。

係止部２２は、ヘッド３にスポットピン２を支持する際に利用される部分であり、他の部分よりも外形寸法が大きくなされている。

液体保持部２３は、毛細管力を作用させ、かつ試薬Ｑを吸引・保持するものであり、貫通孔として形成されている。この液体保持部２３は、円形の断面を有するとともに、点着面２４に向かって断面積が小さくなるテーパ状の内面２５より規定されている。液体保持部２３内径は、毛細管作用が発現可能なように、たとえば０．０１ｍｍ〜１ｍｍの範囲に設定されている。また、内面２５のテーパ率（＝（Ｄ１−Ｄ２）／Ｌ）は、０．００１〜０．５の範囲に設定することが好ましい。ここで、Ｄ１は液体保持部２３の上部開口２３Ａの径、Ｄ２は下部開口部２３Ｂの径Ｄ２、Ｌはスポットピン本体２０の長さである。もちろん、液体保持部２３の断面形状は、円形に限らず、楕円形、半円形、三角形、四角形、多角形、星形など形状を採用することができる。

点着面２４は、基板５の目的部位に試薬を点着する際に、基板５の目的部位との間で毛細管力を作用させ、点着される試薬の形状およびスポット径を規定するためのものである。この点着面２４は、円環状に形成されており、その外径Ｄ３は、たとえば０．１ｍｍ〜５ｍｍに設定されている。もちろん、点着面２４の形状は、円環状に限定されず、他の形状を採用することができる。

このようなスポットピン本体２０は、セラミック材料を用いて目的形状に成型した後、これを焼成により形成することができる。本発明で使用可能なセラミック材料としては、ジルコニアセラミックおよびアルミナセラミックを挙げることができるが、強度や弾性変形性の観点から、ジルコニアセラミックを使用するのが好ましい。もちろん、セラミック以外の材料、たとえばステンレスやガラスを使用することもできる。

一方、断熱部２１は、スポットピン本体２０の表面ひいては液体保持部２３に保持された試薬Ｑと、スポットピン２の外部との間の熱移動を制限するためのものであり、点着面２４が突出するようにしてスポットピン本体２０における先端部を密着して覆っている。この断熱部２１は、スポットピン本体２０よりも熱伝導率の低い材料により形成されている。この断熱部２１を形成するための材料としては、グラスウール、ロックウール、ウレタンフォーム、ポリスチレン、ポリエチレン、およびセルローズファイバなどを挙げることができる。

図１および図２に示したように、ヘッド３は、複数のスポットピン２を保持するためのものであり、一対のプレート３０，３１の間に一対のスペーサ３２，３３を介在させ、一対のプレート３０，３１との間の距離を規定した構成を有している。プレート３０にはさらに、Ｚ軸駆動機構４０にヘッド３を接続するためのブロック３４が固定されている。各プレート３０，３１には、スポットピン本体２０が挿通される複数の貫通孔３０Ａ，３１Ａが形成されている。このようなヘッド３では、プレート３０における貫通孔３０Ａの周辺部にスポットピン本体２０の係止部２２が係止され、かつ貫通孔３０Ａ，３１Ａの双方に挿通された状態でスポットピン２が保持される。すなわち、各スポットピン２は、ヘッド３に対してＺ方向に相対移動可能な状態で保持される。

図１に示したＺ軸駆動機構４０は、ヘッド３ひいてはヘッド３に保持された複数のスポットピン２をＺ方向に移動させるためものであり、ヘッド３に対してブロック３４（図２参照）を介して連結されている。このＺ軸駆動機構４０は、公知の機構により構築することができる。

ＸＹ軸駆動機構４１は、ヘッド３ひいてはヘッド３に保持された複数のスポットピン２をＸＹ方向に移動させるためものであり、Ｚ軸駆動機構４０に連結されている。このＸＹ軸駆動機構４１もまた、公知の機構により構築することができる。

ステージ４２は、試薬が点着される複数の基板５を載置するためのものであり、ＸＹ方向に移動可能に構成されている。ただし、ステージ４２は、必ずしもＸＹ方向に移動可能に構成する必要はない。

制御部４３は、Ｚ軸駆動機構４０、ＸＹ駆動機構４１およびステージ４２の駆動を制御するものである。この制御部４３は、たとえばＣＰＵ，ＲＯＭおよびＲＡＭを備えた回路を含むものとして構成されている。

試薬保持部４４は、基板５に点着すべき試薬を保持するためのものであり、図１および図３に示したように複数のスポットピン２の配置に対応させた複数の試薬保持槽４４Ａを有している。各試薬保持槽４４Ａに保持させる試薬は、たとえばプローブＤＮＡおよび溶媒を含むものである。プローブＤＮＡは、ターゲットに対して特異的結合が可能物質である。ターゲットとしては、たとえば生体由来物質であるホルモン類、腫瘍マーカー、酵素、抗体、抗原、アブザイム、その他のタンパク質、核酸、ｃＤＮＡ、ＤＮＡ、ｍＲＮＡなどを生体から抽出、単離して採取し、化学的処理、化学修飾などの処理を施したものを挙げることができる。溶媒としては、プローブＤＮＡに対して悪影響を及ぼすものでなければ特段の制限はないが、たとえば純水あるいはジメチルスルホオキサイドが使用される。

もちろん、試薬保持槽４４Ａに保持させるべき試薬は、目的に応じて種々に変更可能であり、たとえばＤＮＡ以外のプローブを含む試薬を保持させることも可能であり、またスポット装置１を試薬以外の液体を点着するのに使用する場合には、試薬保持部４４に代えて、その目的に応じた液体を保持させた液体保持槽を有するカートリッジを使用することもできる。

洗浄槽４５は、スポットピン本体２０を洗浄するための洗浄液を保持したものである。この洗浄槽４５には、スポットピン本体２０、とくに液体保持部２３の内面２５に対する試薬の固着を抑制するための洗浄液が保持されている。洗浄液としては、純水、緩衝液あるいはアルコールが使用される。洗浄槽４５は、超音波を供給可能な構成であってもよく、超音波の供給によりスポットピン本体２０を洗浄するようにしてもよい。洗浄後のスポットピン本体２０を強制乾燥させるために、送風機や温風器を配置してもよい。

次に、スポット装置１を用いた基板５に対する試薬の点着動作について説明する。

試薬の点着動作は、スポットピン２の液体保持部２３に対する試薬の吸引・保持工程、および試薬の点着工程を含んでいる。

図３に示したように、試薬の吸引・保持工程は、スポットピン本体２０の点着面２４を、試薬保持槽４４Ａの保持させた試薬Ｑに浸漬することにより行われる。

より具体的には、まず、図１に示したＸＹ軸駆動機構４１を制御部４３により制御し、各スポットピン２を対応する試薬保持槽４４Ａの直上に位置させる。次いで、Ｚ軸駆動機構４０を制御部４３により制御し、図３に示したように各スポットピン２を対応する試薬保持槽４４Ａの試薬Ｑに一定時間浸漬させた後に引き上げる。このとき、点着面２４を試薬Ｑに浸漬させた場合には、液体保持部２３に作用する毛細管力により、液体保持部２３に試薬Ｑが吸引され、それが液体保持部２３に保持された状態が達成される。

ここで、液体保持部２３は、その内面２５が点着面２４に向かうほど断面積の小さくなるテーパ状に形成されている。そのため、点着面２４に近い部位ほど毛細管力が大きくなる。その結果、液体保持部２３に試薬Ｑに吸引させる際に、試薬Ｑを適切に引き付けることができるようになり、試薬の吸引において、点着面２４の近傍でのエアギャップや気泡発生を防止できる。

なお、スポットピン２における液体保持部２３に対する試薬の供給は、液体保持部２３の上部開口２３Ａを介して行ってもよい

図４（ａ）〜図４（ｃ）に示したように、試薬の点着工程は、基板５の目的部位５０に対して、試薬を保持させたスポットピン２を接触させた後に離間させることにより行われる。

より具体的には、まず、ＸＹ軸駆動機構４１を制御部４３により制御し、各スポットピン２を基板５における対応する目的部位５０の直上に位置させる。次いで、Ｚ軸駆動機構４０を制御部４３により制御し、各スポットピン２を対応する目的部位５０に一定時間接触させた後に引き上げる。このとき、図４（ｂ）および図４（ｃ）に示すように、スポットピン２の点着面２４を基板５の目的部位５０に接触させると、液体保持部２３の試薬Ｑの一部が基板５における目的部位５０に接触し、点着面２４と基板５の目的部位５０との間に生じる僅かな隙間による毛細管作用によって、試薬Ｑが点着面２４の外径に相当する範囲まで広がる。そのため、図４（ｄ）に示すように、スポットピン２を上昇させてスポットピン２を基板５から離間させた場合には、基板５の目的部位５０に点着面２４の外径と略一致する直径の領域に試薬Ｑが点着される。

このような試薬Ｑの点着は、１回の試薬Ｑの吸引に対して、複数回繰り返し行われる。このとき、液体保持部２３では、上述のように点着面２４に近い部位ほど毛細管力が大きく作用するために、試薬を点着する際には、液体保持部２３から試薬Ｑが徐々に減少しても、試薬Ｑは点着面２４側に引き寄せられて存在し続けるため、確実な点着を実現できる。

また、スポット装置１では、スポットピン２におけるスポットピン本体２０に熱移動制御手段としての断熱部２１を設けているため、試薬Ｑの点着が繰り返し行われる場合であっても、その間において、スポットピン本体２０における液体保持部２３に保持された試薬Ｑの温度変化を抑制することができる。すなわち、液体保持部２３に保持された試薬Ｑとスポットピン２の外部との熱移動が断熱部２１によって制限される結果、保持された試薬Ｑと外部の温度との間に大きな温度差があったとしても保持された試薬Ｑの温度が急激に変化することはなく、あるいは外部の温度が急激に変化したとしても、保持された試薬Ｑの温度が急激に変化することもない。したがって、液体保持部２３に対する１回の試薬Ｑの供給により、複数回の点着作業を行う場合であっても、それらの点着作業中に、粘性変化に起因する点着量や点着形状にバラツキが生じるのを抑制し、安定した点着が可能となる。

また、液体保持部２３に保持された液体の粘性変化を抑制できるために、液体の粘性変化を考慮したスポット条件の変更、たとえば粘性変化に応じてスポットピン２を基板５の目的部位５０に接触させる時間の変更を行う必要はなくなる。そのため、スポット装置１では、スポットピン２をＺ軸方向に移動させるための機構であるＺ軸駆動機構４０の制御が複雑化することもない。

本実施の形態においては、液体保持部２３が貫通孔により形成されたもの、すなわちスポットピン本体がパイプ状に形成されたものについて説明したが、断熱部を設ける構成は液体保持部をスリットにより形成したスポットピンに対しても適用することができる。その場合、図５（ａ）および図５（ｂ）に示したように、スポットピン本体の全周に亘って断熱部２１Ａを設けてもよい。ただし、断熱部２１Ａは、液体保持部２３Ａに保持された試薬と接触しないように、スリット（液体保持部２３Ａ）と断熱部２１Ａの内面との間に空間が形成されるように、切欠２３Ａａを設けておくのが好ましい。図５（ｃ）および図５（ｄ）に示したように、断熱部２１Ｂとしてスリット２３Ｂを避けるように切欠２１Ｂａが設けられたもの、図５（ｅ）および図５（ｆ）に示したように、スリット２３Ｃを避けるように配置された一対の断熱部２１Ｃにより構成されたものであってもよい。

次に、本発明の第２の実施の形態について、図６および図７を参照しつつ説明する。本実施の形態を説明するために参照する図においては、先に説明したスポット装置１（図１および図２参照）と同様の要素について同一の符号を付してあり、以下における重複説明を省略する。

図６に示したスポット装置１′は、図７に示したようにスポットピン２′の構成が先に説明したスポットピン２（図２参照）とは異なっており、これにともなって加熱冷却機構６′をさらに備えたものとして構成されている。

図７に示したように、スポットピン２′は、伝熱媒体を流動させるための容器２５′を有している。この容器２５′は、スポットピン本体２０の表面２０Ａとの間で空間２５Ａ′を形成するものであり、流入口２５Ｂ′および流出口２５Ｃ′を有している。流入口２５Ｂ′は、後述する加熱冷却機構６′のタンク６１′に対して、チューブを６０′介して連結されている。流出口２５Ｃ′は、スポットピン２′の点着面２４の近傍を囲むように形成されている。

一方、加熱冷却機構６′は、温調された伝熱媒体である気体を容器２５′に供給するためのものであり、チューブ６０′を介して容器２５′に連結されている。この加熱冷却機構６′は、たとえば気体（伝熱媒体）を保持するためのタンク６１′およびポンプ６２′を備えたものとして構成されている。このタンク６１′に保持された気体は、たとえば試薬Ｑにおける揮発性の高い成分と同一の成分を含んだものであり、温調機構（たとえばペルチェ素子）６３′によって温度制御が可能とされている。温調機構６３′は、ヘッド３やその近傍に配置された温度センサでの温度測定結果に基づいて、気体の温度を制御するように構成するのが好ましい。温調機構６３′としてペルチェ素子を使用する場合には、ペルチェ素子に流れる電流の向きおよび大きさを制御することにより、タンク６１′に保持された気体（伝熱媒体）の温度を制御することができる。

スポット装置１′では、タンク６１′の気体（伝熱媒体）がチューブ６０′を介して、流入口２５Ｂ′から容器２５′に流入させられる。容器２５′は、スポットピン本体２０の表面２０Ａとの間で空間２５Ａ′を形成するものであるから、容器２５′に流入させられた気体は、スポットピン本体２０の表面２０Ａに接触させられる。そして、容器２５′が流出口２５Ｃ′を有しているから、容器２５′の内部（空間２５Ａ′）の気体は、流出口２５Ｃ′を介して排出させられる。流出口２５Ｃ′は、スポットピン本体２０の点着面２４の近傍に設けられているため、気体は点着面２４の近傍から排出される。なお、気体の風量は、点着形状が変動しないようにできるだけ小さくする方が好ましい。

スポット装置１′では、容器２５′に流入させる気体の温度を制御することにより、液体保持部２３に保持された試薬Ｑの温度を制御することが可能となる。その結果、保持された試薬Ｑと外部の温度との間に大きな温度差があったとしても、あるいは外部の温度が急激に変化したとしても、気体（伝熱媒体）の温度を適切に制御することによって保持された試薬Ｑの温度変化を抑制することが可能となる。

また、容器２５′における流出口２５Ｂ′を、スポットピン本体２０の点着面２４の近傍に設ける一方で、伝熱媒体として液体保持部２３に保持された試薬Ｑの揮発成分と同一な成分を含んだものを供給可能な構成を採用すれば、スポットピン本体２０の点着面２４の周りにおける揮発成分の濃度を高めることができる。その結果、スポットピン本体２０の点着面２４における液体の揮発成分の揮発（蒸発）を抑制することができ、点着面２４における試薬Ｑの表面の乾燥を抑制できるため、試薬Ｑにおける成分比率の変化を防ぎ、より確実な点着を行うことができるようになる。

スポット装置１′では、複数のスポットピン本体２０について１つの容器２５′によって伝熱媒体を流動させる空間２５Ａ′を形成していたが、図８に示したように１つのスポットピン本体２０について１つの容器２６′により対応させてもよい。また、図９（ａ）および図９（ｂ）に示したように、容器２７′，２８′の流出口２７Ｃ′，２８Ｃ′は、必ずしもスポットピン本体２０の点着面２４の近傍に設ける必要はなく、点着面２４から離れた部位に設けてもよい。この場合には、伝熱媒体として、気体ばかりでなく液体を使用することも可能となる。

次に、本発明の第３の実施の形態について、図１０および図１１を参照しつつ説明する。本実施の形態を説明するために参照する図においては、先に説明したスポット装置１（図１および図２参照）と同様な要素について同一の符号を付してあり、以下における重複説明を省略する。

図１０に示したスポット装置１″は、図１１に示したようにスポットピン２″の構成が先に説明したスポットピン２（図２参照）とは異なっており、これにともなって加熱冷却機構７″をさらに備えたものとして構成されている。

図１１に示したように、各スポットピン２″は、スポットピン本体２０の表面２０Ａに伝熱部としてのコイル２９″を設けたものである。コイル２９″は、スポットピン本体２０よりも熱伝導性の高い伝熱媒体を、スポットピン本体２０に巻き付けることにより形成されている。コイル２９″を形成するための材料としては、たとえばアルミニウム、銅あるいは金を使用することができる。

一方、加熱冷却機構７″は、図外の温調機構を備えたものとして構成されている。この温調機構は、たとえばペルチェ素子を含んだものとして構成され、伝熱線７１″を介してコイル２９″に繋げられる。伝熱線７１″は、コイル２９″と同様な材料により形成されている。このような加熱冷却機構７″は、たとえばヘッド３やその近傍に配置された温度センサでの温度測定結果に基づいて、伝熱線７１″を介してのコイル２９″との間の熱授受をコントロールし、コイル２９″の温度を制御するように構成されている。

スポット装置１″では、コイル２９″の温度を制御することにより、液体保持部２３に保持された試薬Ｑの温度を制御することが可能となる。その結果、保持された試薬Ｑと外部の温度との間に大きな温度差があったとしても、あるいは外部の温度が急激に変化したとしても、気体（伝熱媒体）の温度を適切に制御することによって保持された試薬Ｑの温度変化を抑制することが可能となる。

なお、伝熱部は、必ずしもコイルとして形成する必要はなく、その他の形状に形成したものであってもよい。

本発明に係るスポットピンおよびこれを用いたスポット装置は、液体の粘性を一定にし、点着形状の変動を抑制できる点で、産業上極めて有用である。

本発明の第１の実施形態に係るスポット装置の斜視図である。 図１に示したスポット装置におけるヘッド周りを示す一部破断断面図である。 試薬の吸引・保持工程を説明するための断面図である。 試薬の点着工程を説明するための断面図である。 スポットピンの他の例を説明するための正面図および断面図である。 本発明の第２の実施形態に係るスポット装置の斜視図である。 図６に示したスポット装置におけるスポットピンおよび加熱冷却機構を説明するための要部を示す断面図である。 スポットピンの他の例を説明するための断面図である。 スポットピンの他の例を説明するための断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るスポット装置の斜視図である。 図１０に示したスポット装置におけるヘッド周りを示す一部破断断面図である。 従来のスポット装置におけるヘッド周りを示す一部破断断面図である。 従来のスポットピンを用いた点着作業を説明するための断面図である。

符号の説明

１，１′，１″ スポット装置
２，２′，２″ スポットピン
２０ スポットピン本体
２０Ａ （スポットピン本体の）表面
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ 断熱部（熱移動制限手段）
２３ 液体保持部
２４ 点着面
２５′，２６′，２７′，２８′ 容器（伝熱部）
２５Ｂ′ （容器の）流入口
２５Ｃ′，２７Ｃ′，２８Ｃ′ （容器の）流出口
２９″ コイル（伝熱部）
５ （基板の）表面（点着対象面）
６′，６″ 加熱冷却機構（加熱冷却手段）

Claims (12)

1. 液体を保持するための液体保持部を有するスポットピン本体と、
   前記液体保持部に保持された液体の温度を制御するために、前記スポットピン本体の表面における熱移動を制御する熱移動制御手段と、
   を備えていることを特徴とする、スポットピン。
2. 前記熱移動制御手段は、前記スポットピン本体よりも熱伝導率の低い材料により構成された断熱材を含んでいる、請求項１に記載のスポットピン。
3. 前記熱移動制御手段は、前記スポットピン本体との間の熱移動を、伝熱媒体を介して積極的に行わせるための伝熱部を含んでいる、請求項１に記載のスポットピン。
4. 前記伝熱部は、前記スポットピン本体の表面との間に、前記伝熱媒体を流動させるための空間を形成する容器を有している、請求項３に記載のスポットピン。
5. 前記容器は、この容器内に流体を流入させるための流入口と、前記容器内の流体を流出させ、かつ前記スポットピン本体の点着面に近接して設けられた流出口と、を有している、請求項４に記載のスポットピン。
6. 前記伝熱部は、前記スポットピン本体よりも熱伝導率の高い材料により構成された前記伝熱媒体を、前記スポットピンに密着させた構成を有している、請求項３に記載のスポットピン。
7. 前記伝熱部は、前記伝熱媒体を、前記スポットピン本体に対して螺旋状に巻き付けて形成したコイルである、請求項６に記載のスポットピン。
8. スポットピンに保持させた液体を、点着対象面に点着するためのスポット装置であって、
   前記スポットピンは、液体を保持するための液体保持部を有するスポットピン本体と、前記スポットピン本体との間で、伝熱媒体を介して積極的に熱移動させるための伝熱部と、を備えており、かつ、
   前記伝熱媒体の温度を制御するための加熱冷却手段をさらに備えることを特徴とする、スポット装置。
9. 前記伝熱部は、前記スポットピン本体の表面との間に、前記伝熱媒体を流動させるための空間を形成する容器を有しており、かつ、
   前記加熱冷却手段は、前記容器に温度制御された伝熱媒体を供給するように構成されている、請求項８に記載のスポット装置。
10. 前記容器は、この容器内に流体を流入させるための流入口と、前記容器内の流体を流出させ、かつ前記スポットピン本体の点着面に近接して設けられた流出口と、を有しており、
    前記加熱冷却手段は、前記液体保持部に保持された液体における揮発成分と同一の成分を含んだ伝熱媒体を供給可能なように構成されている、請求項９に記載のスポット装置。
11. 前記伝熱部は、前記スポットピン本体よりも熱伝導率の高い材料により構成された伝熱媒体を、前記スポットピンに密着させた構成を有している、請求項８に記載のスポット装置。
12. 前記伝熱部は、前記伝熱媒体を、前記スポットピン本体に対して螺旋状に巻き付けて形成したコイルである、請求項１１に記載のスポット装置。
    

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