JP4610779B2 - マイクロアレイ作製用ヘッド及びマイクロアレイ作製装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＤＮＡ断片やオリゴヌクレオチド等の生体試料を基板上に多数配列させるマイクロアレイ作製装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、多彩な生物の全遺伝子機能を効率的に解析するための技術開発が進んでいる。ＤＮＡマイクロアレイ（すなわちＤＮＡチップ）は、スライドガラスやシリコンの基板にＤＮＡ断片等を含むスポットを多数整列させたものであり、遺伝子の発現や変異、多様性などの解析に非常に有効である。
【０００３】
一般的な基板の大きさは１〜数十ｃｍ²で、この領域に数千〜数十万種のＤＮＡ断片のスポットが整列されている。基板上のＤＮＡ断片は、相補性を有する蛍光標識ＤＮＡを用いて調べられる。基板上のＤＮＡ断片と蛍光標識ＤＮＡとでハイブリタイゼーションが生じると蛍光が発する。この蛍光が生じるスポットを蛍光スキャナ等で検出し、蛍光イメージを解析することで遺伝子の発現や変異、多様性などを解析することができる。
【０００４】
このＤＮＡマイクロアレイの技術を発展させるためには、基板上に密集したＤＮＡ断片のスポットを配列させるマイクロアレイ作製装置が必要になる。
【０００５】
特表平１０−５０３８４１号公報には、あらかじめ調整したＤＮＡ断片を基板に配列させるマイクロアレイ作製装置が開示されている。この装置は、細長い一対の部材間に形成された開放毛管流路に試料を保持するとともに、細長い一対の部材で構成されるヘッドの先端を基板に軽く打ち付けることにより、基板上にスポットを配置している。また、ヘッドにはこれ以外にも、溶液を保持する液溜め部、及び該液溜め部から突出し、基板にスポットを配置する配置部（例えばピン又はニードル）で構成されるものも知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
このようなマイクロアレイ作製装置にあっては、スポットの形成作業を終えたヘッドに種類の異なる次の溶液を保持させる際、前の溶液が混濁しないようにヘッドを洗浄する必要がある。ヘッドには、複数の基板に同時にスポットを形成するために複数の配置部（例えばピン又はニードル）が設けられることが多いが、溶液の混濁を防止するためには、これら複数の配置部全てを確実に洗浄しなければならない。
【０００７】
そこで、本発明は、基板上にスポットを配置する複数の配置部全てを確実に洗浄することができるマイクロアレイ作製用ヘッド及びマイクロアレイ作製装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
以下、本発明について説明する。なお、本発明の理解を容易にするために添付図面の参照番号を括弧書きにて付記するが、それにより、本発明が図示の形態に限定されるものでない。
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明者は、マイクロアレイ作製用ヘッドを基体部と該基体部に互いに平行に配列される複数の配置部とで構成し、前記基体部に複数の配置部全体にわたる広範な洗浄液等供給用空間を設けた。
【００１０】
すなわち、請求項１の発明は、生体試料を含む溶液を保持し、基板上に溶液のスポットを形成するマイクロアレイ作製用ヘッド（５１）であって、基体部（５７）と、該基体部（５７）に互いに平行に配列され、先端が基板（３）に接触することで溶液を基板（３）に配置する複数のニードル（５３）とを備え、前記基体部（５７）には、前記複数のニードル（５３）全体にわたる洗浄液供給用空間（５８）が設けられると共に、生体試料を含む溶液を保持する複数の液溜め部（５２）を備え、前記洗浄液供給用空間（５８）が前記液溜め部（５２）に連通し、前記ニードル（５３）が前記液溜め部（５２）内に収納され、且つ該液溜め部（５２）に対して出没して前記液溜め部（５２）に溜められた溶液を基板（３）上に配置し、前記マイクロアレイ作製用ヘッド（５１）の洗浄時に、前記洗浄液供給用空間（５８）が洗浄液供給管（１０８）と連通することを特徴とするマイクロアレイ作製用ヘッド（５１）により、上述した課題を解決した。
【００１１】
この発明によれば、複数の配置部全てを略均一な圧力をかけて洗浄することができるので、複数の配置部全てを短時間で確実に洗浄することができる。
【００１３】
この発明によれば、複数の全ての液溜め部の内側を略均一な圧力をかけて洗浄することができる。
【００１４】
さらに、請求項２の発明は、請求項１又は２に記載のマイクロアレイ作製用ヘッド（５１）において、前記ニードル（５３）が前記基体部（５７）の縦横に配列されていることを特徴とする。
【００１５】
例えば、配置部に対して洗浄液を供給する通路として細いパイプ状のものを用意すると、パイプの流路抵抗が大きく、一端側の配置部に対しては洗浄液が勢い良く噴射するものの、他端側にゆくにつれて噴射力が弱まり、甚だしくは他端の配置部の洗浄が充分に行われない可能性がある。洗浄が充分に行われないと、次の溶液を配置部に保持させる際に溶液同士が混濁してしまうという不都合が生じる。本発明によれば、洗浄液等供給用空間が縦横に配列された配置部全体にわたっているので、複数の配置部全てを略均一な圧力をかけて洗浄することができる。
【００１６】
また、本発明は、請求項３に記載のように、生体試料を含む溶液を貯える溶液貯留部（７４）と、複数枚の基板（３）を配列し得る作業台（４）と、前記溶液貯留部（７４）から前記溶液を取り入れて保持し、前記基板（３）上に溶液のスポットを形成するための溶液保持手段（５１）と、前記保持手段（５１）の洗浄等が行われる洗浄等施工部（７１，７２，７３）と、前記保持手段（５１）を前記基板（３）に対して近接・離間する方向に移動させ、前記保持手段（５１）をしてスポットを形成せしめる移動手段（２３，９５）と、前記保持手段（５１）を前記溶液貯留部（７４）、前記作業台（４）及び前記洗浄等施工部（７１，７２，７３）を含む領域において搬送し且つ二次元座標を与える搬送手段（６，７５）と、を備え、前記保持手段（５１）は、基体部（５７）と、該基体部（５７）に互いに平行に配列され、先端が基板（３）に接触することで溶液を基板（３）に配置する複数のニードル（５３）とを備え、前記基体部（５７）には、前記複数のニードル（５３）全体にわたる洗浄液供給用空間（５８）が設けられると共に、生体試料を含む溶液を保持する複数の液溜め部（５２）を備え、前記洗浄液供給用空間（５８）が前記液溜め部（５２）に連通し、前記ニードル（５３）が前記液溜め部（５２）内に収納され、且つ該液溜め部（５２）に対して出没して前記液溜め部（５２）に溜められた溶液を基板（３）上に配置し、前記保持手段（５１）の洗浄時に、前記洗浄液供給用空間（５８）が洗浄液供給管（１０８）と連通することを特徴とするマイクロアレイ作製装置としても構成することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の一実施形態におけるマイクロアレイ作製装置を説明する。図１は本実施形態のマイクロアレイ作製装置を示す平面図、図２は図１におけるII−II線方向から見たこの装置の正面図、図３は図２におけるIII−III線方向から見たこの装置の右側面図、図４は図２におけるIV−IV線方向から見たこの装置の左側面図、図５は図１におけるＶ−Ｖ線方向から見たこの装置の断面図である。
【００１８】
この装置は、スライドガラスやシリコン等からなる基板に、あらかじめ調整したＤＮＡ断片やオリゴヌクレオチド等の生体試料の溶液のスポットを多数配列する。一般的な基板の大きさは１〜数十ｃｍ²で、この領域に数千〜数十万種のＤＮＡ断片のスポットを配列する。スポットの径は例えば数十ミクロンから数百ミクロンのサイズを有する。
【００１９】
図１に示すように、マイクロアレイ作製装置は二つの領域を有する。一つは、溶液を保持するマイクロアレイ作製用ヘッド５１（以下単にヘッドという）を基板に打ち付け、基板上に生体試料の溶液のスポットを配列させるスタンピング領域１である。もう一つはスポットを形成した後のヘッド５１を洗浄し、洗浄したヘッド５１に種類の異なる次の溶液を保持させる洗浄領域２である。ヘッドの構成については後述する。
【００２０】
まず、スタンピング領域について説明する。作業台４上には多数の基板３…がマトリクス状に載置される。この実施形態では、縦に４列、横に１２列合計４８の区分に基板３…が載置されている。基板３の枚数は作製されるレプリカの数に応じて種々変更されうる。基板３はスライドガラスやシリコン等からなり、基板３の表面には生体試料を付着できるように表面処理がなされている。
【００２１】
作業台４には各基板に対応して吸引孔が開口されるとともに、不図示の真空装置の管路がこの吸引孔に接続されている。真空装置を作動することにより、吸引口から空気が吸引され、基板３…が作業台に固定される。
【００２２】
作業台４の一画には、試験的にマイクロアレイを作製するための２枚の基板又はダミー基板が載置されるテスト台５が設けられる。溶液を保持したヘッド５１のニードルをいきなり基板３に打ち付けると、溶液が付きすぎた状態でニードルを打ち付けることになる。これを避けるために、テスト台５上の基板３にニードルを打ち付け、ニードルに付きすぎた溶液が落とされる。
【００２３】
作業台４上にはヘッド５１を搬送し、ヘッド５１に二次元座標を与える第２の搬送手段としてのＸＹ２軸搬送機構６が取り付けられる。このＸＹ２軸搬送機構６は、基板３上に微少スポットを定められた位置に形成できるように、ヘッド５１を前回打ち付けた位置よりも例えば数百ミクロンＸ方向又はＹ方向にずらして位置決めする。また、このＸＹ２軸搬送機構６は後述する受け渡し位置１０４までヘッド５１を受け取りにいき、スポットの形成が終了した後のヘッド５１を再び受け渡し位置１０４まで搬送する。
【００２４】
図１及び図４に示すように、ＸＹ２軸搬送機構６は、Ｘ軸搬送機構６ＸとＹ軸搬送機構６Ｙとから構成される。Ｘ軸移動機構６ＸはＸ軸方向に延設された長手固定フレーム８と、この固定フレームにＸ軸方向に伸長して装着されたレール９，９及び該レール９，９に対して移動自在に組まれたスライダ１０，１０からなるリニアガイドと、このリニアガイドによって案内されるテーブル１１と、該テーブル１１を駆動するリニアモータ１２とを備える。該リニアモータ１２は、Ｘ軸方向に延在する二次側としてのマグネット１２ａと、テーブル１１の裏側にマグネット１２ａに対向して取り付けられた一次側としてのコイル１２ｂとからなる。Ｘ軸搬送機構６Ｘの、基板を挟んで反対側にはＸ軸方向に延設された長手固定フレーム１３と、固定フレーム１３にＸ軸方向に伸長して装着されたレール１４及び該レール１４に対して移動自在に組み込まれたスライダ１５からなるリニアガイドが設けられる。
【００２５】
図１及び図２に示すように、Ｙ軸駆動機構６Ｙは、Ｘ軸駆動機構６Ｘによって駆動されるテーブル１１とスライダ１５との間に架設された長手可動フレーム１７と、この可動フレーム１７にＸ軸方向に伸長して装着されたレール１８，１８及び該レール１８，１８に対して移動自在に組み込まれたスライダ１９，１９からなるリニアガイドと、このリニアガイドによって案内されるテーブル２０と、該テーブル２０を駆動するリニアモータ２１とを備える。該リニアモータ２１は、Ｙ軸方向に延在する二次側としてのマグネット２１ａと、テーブル２０の裏側に該マグネット２１ａに対向して取り付けられた一次側としてのコイル２１ｂとからなる。
【００２６】
ＸＹ２軸搬送機構６には、移動手段としてのＺ軸駆動機構２３が支持される。このＺ軸駆動機構２３が上記Ｘ軸及びＹ軸に直交するＺ軸方向、すなわち基板３に対して近接・離間する方向にヘッド５１を移動する。Ｚ軸駆動機構２３は、ヘッド５１全体を昇降させるためにＺ１軸駆動機構２３Ｚ１を有し、ヘッド５１の液溜め部材からニードルを突出させるためにＺ２軸駆動機構２３Ｚ２を有する。
【００２７】
Ｚ１軸駆動機構２３Ｚ１は、送りねじ及び電動モータを用いてスライダを移動させる電動アクチュエータからなる。この電動アクチュエータは、図６に示すように、高剛性なＵ字形断面形状のアウタレール３１と、該アウタレール３１内に往復運動自在に組まれたスライダ３２とを備える。スライダ３２の中央にはナットが一体に設けられ、スライダ３２の両側面とアウタレール３１の内側面との間には循環可能な複数のボール３３…が設けられている。この電動アクチュエータはスライダ３２に作用するあらゆる方向に対して等しい定格荷重を有するので、オーバーハング状態でスライダにヘッド５１等が取り付く、Ｚ軸方向の駆動機構として好適に用いられる。
【００２８】
Ｚ１軸駆動機構２３Ｚ１を構成する電動アクチュエータについて詳細に説明する。電動アクチュエアータは、アウタレール３１と、このアウタレール３１に直線運動自在に案内されるスライダ３２と、このスライダ３２に設けられ、ねじ軸に螺合するナット３５と、アウタレール３１の長手方向の両端に回転自在に支持されたねじ軸３４を有する。アウタレール３１の一端には図示しない電動モータが取り付けられる。電動モータの出力軸は継ぎ手を介してねじ軸３４に連結される。
【００２９】
アウタレール３１は断面コ字形状で、その上面には凹所３１ａを挟んで互いに対向するように平行に延びる一対の突堤３６，３６が設けられる。突堤３６，３６の内側面には、凹溝３７，３７が全長にわたって刻設されており、各凹溝３７の上下角部に、２条のボール転走溝３８，３８が形成されている。
【００３０】
スライダ３２は、ブロック本体３２ａと、ブロック本体３２ａの両端面に取付けられるエンドプレート３２ｂとから構成されている。このスライダ３２は、アウタレール３１上面の凹所３１ａに挿入され、転動体としてのボール３３…を介して突堤３６，３６間に挟み込まれるように支持されている。
【００３１】
ブロック本体３２ａの両側面にはアウタレール３１のボール転走溝３８に対向する負荷転走溝が刻設されている。互いに対向するボール転走溝３８と各負荷転走溝の間には複数のボール３３…が転がり運動可能に介在されている。また、ブロック本体３２ａには、負荷域を転がるボールを戻すためのボール逃げ孔が負荷転走溝に平行に形成されている。また、ブロック本体３２ａの両側に設けられるエンドプレート３２ｂには、負荷域のボール３３…を掬い上げ、再度負荷領域に循環させるためのリターン通路が設けられている。
【００３２】
ブロック本体３２ａの中央には、ねじ軸３４に螺合するナットが設けられる。ナットには、ねじ軸３４に形成した螺旋状のボール転走溝に対応する螺旋状の負荷転走溝が形成される。この螺旋状のボール転走溝と負荷転走溝との間にも複数の転動体としてのボールが転がり運動自在に介在されている。ナットには、負荷域を転がり運動するボールを循環させるリターンチューブが設けられる。
【００３３】
図１、図２及び図５に示すように、Ｚ１軸駆動機構２３Ｚ１のスライダには、テーブル４１が取り付けられ、このテーブル４１にＺ２軸移動機構２３Ｚ２が取り付けられている。Ｚ２軸駆動機構２３Ｚ２は、Ｚ１軸駆動機構２３Ｚ１と同様な構成を有する電動アクチュエータからなり、Ｚ１軸駆動機構２３Ｚ１よりも小型化されている。このＺ２軸移動機構２３Ｚ２のスライダにはヘッド５１のニードルを昇降させるためのＬ形アーム４２が取り付けられる。Ｌ形アーム４２は図示しないエアシリンダによってヘッド５１に差し込み可能にされている（図７参照）。Ｌ形アーム４２の先端をヘッド５１に差し込み、この差し込んだＬ形アーム４２をＺ２軸移動機構２３Ｚ２によって降下させることによってヘッド５１の液溜め部材からニードルが突出する。
【００３４】
Ｚ１軸駆動機構２３Ｚ１のテーブル４１には、ヘッド５１の姿勢を変化させる姿勢変化手段としてのΘ軸回転機構４３が取り付けられる。このΘ軸回転機構４３はヘッド５１を水平面内で旋回させる。Θ軸回転機構４３は、テーブル４１に取り付けられた電動モータ４４と、テーブル４１にＺ軸周りにおいて回転自在に支持された略円筒状のチャック部４５とを備える。チャック部４５は電動モータ４４に継ぎ手を介して連結されている。このチャック部４５がヘッド５１を着脱自在に把持する。
【００３５】
図７はチャック部４５及びヘッド５１を示す。図中（Ａ）に示すように、チャック部４５の下部にはヘッド５１に嵌合する嵌合凸部４５ａが形成され、この凸部４５ａには円周方向に等間隔を開けて回転自在な爪４６…が設けられる。この爪４６…は図示しないエアシリンダによって回動される。チャック部４５の嵌合凸部４５ａをヘッド５１の嵌合凹部５１ａに挿入し、爪４６…を側方に飛び出すように同時に開けると、爪４６…がヘッド５１の嵌合凹部５１ａに設けたピン５１ｂに引っ掛ける。これにより、チャック部４５がヘッド５１を把持する。また、爪４６…を内側に閉じると、爪４６…とピン５１ｂとの係合が解除され、チャック部４５からヘッド５１が取り外される。また、ヘッド５１の上面にはチャック部４５に対してヘッド５１を位置決めできるように複数の位置決め用テーパピン５１ｃ…が設けられている。
【００３６】
図７中（Ｂ）は、Ｌ形アーム４２の先端がヘッド５１に差し込まれた状態を示す。差し込んだＬ形アーム４２をＺ２軸移動機構２３Ｚ２によって降下させることによってヘッド５１の液溜め部材５２からニードル５３が突出する。
【００３７】
図２に示すように、作業台４には下方からヘッド５１の姿勢及び位置を検知する検知手段としての撮影素子６７（例えばＣＣＤカメラ）が設けられる。付け替えられたヘッド５１は最初にこの撮影素子６７の上方に搬送される。ヘッド５１にはその位置を表示するマークが張り付けられ、撮影素子６７はこのマークを検知する。撮影素子６７が検知したヘッド５１の姿勢及び位置の情報は制御手段としての制御装置に入力される。制御装置はヘッド５１の姿勢及び位置の情報に基づき、ヘッド５１を付け替えても常に一定の姿勢及び位置を保つように、姿勢手段としてのΘ軸回転機構４３及びＸＹ２軸搬送機構６を操作する。
【００３８】
制御装置がΘ軸回転機構４３を操作し、ヘッド５１をＺ軸回りに回転することでヘッド５１の姿勢が変化する。また、制御装置がＸＹ２軸搬送機構６を操作し、ヘッド５１をＺ軸回りに回転することでヘッド５１の位置が変化する。このように、付け替えたヘッド５１の姿勢及び位置を付け替える前のヘッド５１と同じ姿勢及び位置に補正することによって、基板３上に正確に溶液のスポットを形成することができる。なお、Θ軸回転機構４３には電動モータ４４の回転角度を検出する角度検出手段としてのエンコーダが設けられる。Θ軸回転機構４３が所定の角度回転するように電動モータ４４の回転角度がフィードバック制御される。
【００３９】
また、ＸＹ２軸搬送機構６には、基板３に対して決められた位置にスポットを形成できるように、作業台４に取り付けた基板３の位置を検知する基板撮影素子６８（例えばＣＣＤカメラ）、及び基板上に形成されるスポットの状況を検知するスポット撮影素子６９（例えばＣＣＤカメラ）が設けられる。
【００４０】
図８及び図９は、保持手段としてのヘッド５１を示す。ヘッド５１はチャック部４５に取り付けられる円筒状の被チャック部５４と、この被チャック部５４の下面に固定される略矩形状の上部プレート５５と、この上部プレート５５に複数本の支柱５６…を介して結合される基体部としての略矩形状の下部プレート５７とを概略備える。
【００４１】
下部プレート５７には、基板３…に供給すべき溶液が保持される液溜め部としての液溜め部材５２…が互いに平行にして縦横に取り付けられる。この液溜め部材５２…内には配置部としてのニードル５３…（あるいはピンとも呼ばれる）が収納されている。このニードル５３は、下部プレート５７に固定された複数のニードル用ブッシュ６６によって上下方向へ往復運動可能に案内されている。この実施形態では縦４列横６列の合計４８本の液溜め部材５２…及びニードル５３…が取り付けられているが、勿論液溜め部材５２…及びニードル５３…の本数は同時にスポットを形成できる基板３…の枚数によって種々設定し得る。
【００４２】
また、下部プレート５７には、複数のニードル５３…全体にわたる洗浄液等供給用空間５８が設けられる。そして、この洗浄液等供給用空間５８は図１０にも示すように、縦横に配列された複数の液溜め部材５２…全てに連通している。
【００４３】
上部プレート５５と下部プレート５７との間には、支柱に対してスライド可能に中間プレート５９が設けられる。中間プレート５９の下面には連結部６０を介してニードル支持プレート６１が固定され、複数本のニードル５３…はこのニードル支持プレート６１に支持されている。ニードル５３…の上部にはニードル支持プレート６１の上面に載せられるフランジ５３ｄ…が形成され、このフランジ５３ｄ…と中間プレート５９との間には、コイルスプリング６２…が介在されている。このコイルスプリング６２…は、ニードル５３が基板３に当接するとき圧縮変形し、ニードル５３から基板３に加わる荷重を調整する。また、中間プレート５９には支柱５６に対する中間プレート５９のスライド運動を案内するブッシュ６３が設けられる。中間プレート５９と下部プレート５７との間にはニードル５３を上昇させ、液溜め部材５２内に待避させるためのコイルスプリング６４が設けられる。
【００４４】
図１１は、ニードル５３…が降下した状態を示す。この図に示すように中間プレート５９を降下すると、ニードル５３…も中間プレート５９と共に降下し、液溜め部材５２…の下端からニードル５３…が突出する。ニードル５３…が基板３…に当接すると、ニードル５３…から基板３…に過度の荷重がかからないようにコイルスプリング６２…が圧縮変形する。
【００４５】
各駆動機構によるヘッド５１の動作について説明する。まず、ヘッド５１はＸＹ２軸搬送機構６によって基板３上方のＸ方向及びＹ方向に位置決めされる。次に、Ｚ１軸移動機構２３Ｚ１によってヘッド５１全体が降下され、ヘッド５１が基板からＺ方向に所定距離離して位置決めされる。次に、Ｚ２軸移動機構２３Ｚ２のＬ形アーム４２がヘッド５１内の中間プレート５９上方に進出される。Ｚ２軸移動機構２３Ｚ２によってＬ形アーム４２を降下すると、中間プレート５９がＬ形アーム４２によって押し下げられ、これによりニードル５３が液溜め部材５２から突出する。一方、Ｚ２軸移動機構２３Ｚ２によってＬ形アーム４２を上昇すると、コイルスプリング６４の復元力によって中間プレート５９が上昇し、これによりニードル５３が液溜め部材５２内に退避する。
【００４６】
図１２は、溶液を保持する液溜め部材５２及びニードル５３を示す。液溜め部材５２は先細りのテーパ管形状に形成され、そのテーパ状の内部空間には溶液と共にニードル５３が収納されている。最も幅が狭くなっている液溜め部材５２の下部でもニードル５３の上下運動を案内している。
【００４７】
ニードル５３の先端部５３ａも外周面が先細りのテーパ形状に形成されている。また、基板３に接触するニードル５３の先端面５３ｂは円形又は多角形の平坦面に形成される。先端部５３ａの外周面は、ストレート部５３ｃの外周面及びニードル５３の先端面５３ｂに比べ、溶液を保持できるようにその表面粗さが粗くされている。この表面粗さは、ニードル５３が液溜め部材５２から所定量突出し、ニードル５３の先端面５３ｂが基板３に接触するとき、先端面５３ｂに保持される溶液と液溜め部材５２内の溶液とがつながるように設定される。また、この表面粗さは砥石加工又は放電加工によって形成される。例えば砥石加工の場合、砥石をニードル５３の長手方向に移動することで、先端部５３ａの外周面が粗くされる。
【００４８】
図１３（ａ）〜（ｅ）は、液溜め部材５２内に溜められた溶液を基板３上に配置する方法を示す工程図である。この図（ａ）〜（ｅ）は、液溜め部材５２に対してニードル５３がＺ軸方向（すなわち上下方向）に移動する場合の溶液の様子を示している。
【００４９】
まず、図中（ａ）に示すように、基板３の上方に液溜め部材５２が位置決めされる。次に図中（ｂ），（ｃ）に示すように、液溜め部材５２に対してニードル５３を除々に下降させる。次に図中（ｄ）に示すように、ニードル５３を液溜め部材５２から突出させる。このとき、溶液の表面張力によって、液溜め部材５２内の溶液が引っ張り出される。そして、ニードル５３の先端面５３ｂを基板３に接触させる。ニードル５３の先端面５３ｂが基板３に機械的に接触すると、ニードル５３の先端面５３ｂから基板３に溶液が移動し、基板３上に溶液が配置される。このとき、ニードル５３の先端に保持される溶液と液溜め部材５２内の溶液とがつながっている。そして、図中（ｅ）に示すように、ニードル５３を基板３から退避させると、基板３上に溶液のスポットが形成される。
【００５０】
このように、液溜め部材５２に保持される溶液とニードル５３の先端に保持される溶液とを一体にし、溶液の表面張力を利用して液溜め部材５２から溶液を引っ張り出して基板３に配置することで、基板３に配置するスポットの大きさや形状を一定に保つことができる。また、ニードル５３の外周面を粗くすることで、ニードル５３の外周面に保持される溶液の量が安定する。このため、基板３に配置するスポットの大きさや形状をより一定に保つことができる。
【００５１】
図１４は、ニードル５３の他の例を示す。この例では、液溜め部材５２から突出するニードル５３の外周面５３ｄの表面粗さが、液溜め部材５２内のニードル５３の外周面５３ｃの表面粗さよりも粗くされている。液溜め部材５２には種類の異なる溶液が保持されるので、液溜め部材５２が新しい溶液を保持するときには液溜め部材５２の内側及びニードル５３の外側に付着した溶液を洗浄する必要がある。溶液の保持に寄与しない、液溜め部材５２内のニードル５３の表面粗さを突出する部分よりも滑らかにすることで、ニードル５３の外側の洗浄も容易になる。また、ニードル５３が液溜め部材５２内を摺動しながら往復運動する場合にも、ニードル５３が滑らかに往復運動する。
【００５２】
次に、洗浄領域について説明する。この洗浄領域ではスポットを形成した後のヘッド５１を超音波洗浄し、その後すすぎ洗浄し、その後乾燥する。洗浄後のヘッド５１は新しい次の生体試料の溶液を保持する。
【００５３】
図１に示すように、洗浄台９６上には、ヘッド５１を超音波洗浄する洗浄等施工部としての超音波洗浄部７１と、ヘッド５１をすすぎ洗浄する洗浄等施工部としてのすすぎ洗浄部７２と、ヘッド５１を乾燥する乾燥部７３と、生体試料を含む溶液を貯える溶液貯留部７４とが設けられる。また、洗浄台９６上には、これら超音波洗浄部７１、すすぎ洗浄部７２、乾燥部７３及び溶液貯留部７４の間でヘッド５１を搬送し、ヘッド５１に２次元座標を与える第１の搬送手段としてのＸＹ２軸搬送機構７５が設けられる。
【００５４】
このＸＹ２軸搬送機構７５は、Ｘ軸搬送機構７５ＸとＹ軸搬送機構７５Ｙとから構成される。
【００５５】
図１及び図３に示すように、Ｘ軸移動機構７５ＸはＸ軸方向に延設された長手固定フレーム８１と、この固定フレーム８１にＸ軸方向に伸長して装着されたレール８２，８２及び該レール８２，８２に対して移動自在に組まれたスライダ８３，８３からなるリニアガイドと、このリニアガイドによって案内されるテーブル８４と、該テーブル８４を駆動する送りねじ８５とを備える。該送りねじは、テーブルの下面に取り付けられたボールねじナットと、該ボールねじナットに螺合し、Ｘ軸方向に伸長されたねじ軸８５ａと、このねじ軸８５ａを回転させる電動モータ８６とから構成される。ねじ軸８５ａと電動モータ８６とは巻き掛け伝動装置を介して連結されている。
【００５６】
Ｙ軸駆動機構７５Ｙは、Ｘ軸駆動機構７５Ｘによって駆動されるテーブル８４上に固定された長手可動フレーム８７と、この可動フレーム８７にＸ軸方向に伸長して装着されたレール８８及び該レール８８に対して移動自在に組み込まれたスライダ８９からなるリニアガイドと、このリニアガイドによって案内されるテーブル９０と、該テーブル９０を駆動する送りねじ９１とを備える。該送りねじ９１は、テーブル９０の下面に取り付けられたボールねじナットと、該ボールねじナットに螺合し、Ｘ軸方向に伸長されたねじ軸９１ａと、このねじ軸９１ａを回転させる電動モータ９２とから構成される。ねじ軸９１ａと電動モータ９２とは巻き掛け伝動装置を介して連結されている。
【００５７】
図１及び図２に示すように、ＸＹ２軸搬送機構７５には移動手段としてのＺ軸駆動機構９５が取り付けられる。Ｚ軸駆動機構９５は、ヘッド５１をＸ軸及びＹ軸に直交するＺ軸方向、すなわち洗浄台９６に対して直交する方向に移動する。このＺ軸駆動機構９５は、スタンピング領域におけるＺ軸駆動機構２３と同様に、Ｚ１軸駆動機構９５Ｚ１及びＺ２軸駆動機構９５Ｚ２を有する。そして、超音波洗浄部７１、すすぎ洗浄部７２、乾燥部７３及び溶液貯留部７４のどの位置でも液溜め部材５２に対してニードル５３を突出できるようになっている。
【００５８】
Ｚ１軸駆動機構９５Ｚ１は、スタンピング領域におけるＺ１軸駆動機構２３Ｚ１と同様に、送りねじ及び電動モータを用いてブロックを移動させる電動アクチュエータからなる。この電動アクチュエータは、図６に示すように、高剛性なＵ字形断面形状のアウタレール３１と、該アウタレール３１内に往復運動自在に組まれたスライダ３２とを備える。スライダ３２の中央にはナットが一体に設けられ、スライダ３２の両側面とアウタレール３１の内側面との間には循環可能な複数のボール３３…が設けられている。この電動アクチュエータはスライダ３２に作用するあらゆる方向に対して等しい定格荷重を有するので、オーバーハング状態でスライダにヘッド等を取り付く、Ｚ軸方向の駆動機構として好適に用いられる。
【００５９】
Ｚ１軸駆動機構９５Ｚ１のテーブル９７には、Ｚ２軸移動機構９５Ｚ２が取り付けられる。Ｚ２軸駆動機構９５Ｚ２は、Ｚ１軸駆動機構９５Ｚ１と同様な構成を有する電動アクチュエータからなり、Ｚ１軸駆動機構９５Ｚ１よりも小型化されている。このＺ２軸移動機構９５Ｚ２のテーブル９８にはヘッド５１のニードル５３を昇降させるためのＬ形アーム９９が取り付けられる。Ｌ形アーム９９は図示しないエアシリンダによってヘッド５１に差し込み可能にされている。Ｌ形アーム９９の先端をヘッドに差し込み、この差し込んだＬ形アーム９９をＺ２軸移動機構９５Ｚ２によって降下させることによってヘッド５１の液溜め部材５２からニードル５３が突出する。
【００６０】
また、Ｚ１軸駆動機構のテーブル９７には旋回部としての旋回用モータ１００が取り付けられ、この旋回用モータ１００の出力軸には水平面内を旋回する円板１０１が取り付けられる。円板１０１の下面には１８０度間隔を開けてヘッド５１を把持可能な把持部としての一対のクランプ１０２，１０２が取り付けられる。クランプ１０２，１０２は図示しないエアシリンダ等によって開閉され、ヘッド５１の外周に形成された平坦部１０３（図８及び図９参照）を挟む。
【００６１】
洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５によって搬送されるヘッド５１は、上記スタンピング領域の２軸搬送機構６によって搬送されるヘッド５１と同一の構成を有するので、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００６２】
旋回用モータ１００は１８０度ずつ旋回し、これによりスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６から洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５へのヘッド５１の受け渡し、並びに洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５からスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６へのヘッド５１の受け渡しが行われる。
【００６３】
具体的には、図１及び図２に示すように、まずスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６がスポットを形成した後のヘッド５１を受け渡し位置１０４まで搬送する。一方、洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５が新しい溶液を保持したヘッド５１を受け渡し位置１０４から１８０度位置をずらした控え位置１０５まで搬送する。このとき、受け渡し位置１０４にはヘッドを把持していない空のクランプが位置する。次に洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５のクランプ１０２が受け渡し位置１０４に搬送されたスポット形成後のヘッド５１を把持する。これによりスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６から洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５にヘッドが受け渡される。次に旋回用モータ１００が円板１０１を１８０度旋回させ、スポット形成後のヘッド５１を控え位置１０５に位置させ且つ新たな溶液を保持したヘッド５１を受け渡し位置１０４に位置させる。次にスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構７５のチャック部４５が新たな溶液を保持したヘッド５１を把持する。これにより、洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５からスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６にヘッドが受け渡される。
【００６４】
このように、スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６と洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５とで互いにヘッド５１を受け渡せるようにしたので、一方のヘッド５１で基板３上にスポットを形成している間に、他方のヘッド５１を洗浄等することができる。スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６と洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５とで互いにヘッド５１，５１を受け渡す瞬間を除いて、基板上にスポットを形成する作業を間断なく続けることができ、極めて効率的にマイクロアレイを作製することができる。また、ヘッド５１を装置上に一旦置かずにスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６と洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５の間でヘッド５１，５１を直接受け渡すことで、無駄な待ち時間が生ずることもなく、受け渡し作業をより効率的に行うことができる。
【００６５】
なお、上記実施形態では、一対のクランプ１０２，１０２及び旋回用モータ１００を洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５側に設けたが、スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６側に設けてもよい。また、僅かな待ち時間が許容されるなら、装置上にターンテーブルを設け、このターンテーブルを介してヘッド５１を受け渡すようにしてもよい。
【００６６】
スポット形成後のヘッドは、洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５によって超音波洗浄部７１に搬送される。超音波洗浄部７１では、超音波振動をかけた純水中に液溜め部材５２を浸して、その外側を洗浄する。なお、この超音波洗浄部７１では、液溜め部材５２からニードル５３を突出させた状態でニードル５３の外側も洗浄するのが望ましい。
【００６７】
超音波洗浄後のヘッド５１は、ＸＹ２軸搬送機構７５によってすすぎ洗浄部７２に搬送される。すすぎ洗浄部７２は、液溜め部材５２の内側、外側及びニードル５３の外側を洗浄する。
【００６８】
洗浄液としての超純水が貯えられる純水槽にヘッド５１を組み込み、液溜め部材５２を超純水に漬けることによって、液溜め部材５２の外側が洗浄される。また、ヘッド５１を純水槽に組み込むことによって、純水槽に設けた純水供給管１０８（図８参照）がヘッド５１に接続され、純水供給管１０８と洗浄液等供給用空間５８とが連通する。図８に示すように、ヘッド５１の下部プレート５７には、液溜め部材５２の後端に対応して洗浄液等供給用空間５８が設けられる。該洗浄液等供給用空間５８は各液溜め部材５２にわたる広範な単一空間とされている。純水供給管１０８から圧力をもった純水が供給されると、純水がこの単一空間内で拡がる。単一空間を充満した純水は各液溜め部材５２に供給される。
【００６９】
液溜め部材５２の内側に圧力をかけて洗浄することで、例えば圧力をかけずに溶液をふやかして落とす場合に比べ、洗浄時間を短くすることができる。また、複数の液溜め部材５２…にわたる単一空間を形成することで、複数の液溜め部材５２…内に供給される純水の圧力損失が低減し、且つ各液溜め部材５２間で圧力損失が略均等になる。したがって、複数の液溜め部材５２…の内側及び複数のニードル５３…の外側に略均等な圧力をかけて洗浄することができる。
【００７０】
図１に示すように、すすぎ洗浄後のヘッド５１は、ＸＹ２軸搬送機構７５によって乾燥部７３に搬送される。この乾燥部７３では、液溜め部材５２の内側及び外側、及びニードル５３の外側を乾燥させる。
【００７１】
図１５ないし図１７は、乾燥部７３を示す。乾燥部７３は、上部が開口した略直方体状の乾燥槽１１１を有する。乾燥槽１１１の上部空間には上記ヘッド５１が組み込まれ、乾燥槽１１１の上部がヘッド５１の下部プレート５７で塞がれる。乾燥槽１１１の互いに対向する両壁１１１ａ，１１１ａには、その壁面に対して斜めに圧縮エアーを噴出する複数のノズル１１２，１１２が設けられる。各ノズル１１２は水平方向よりわずかに下方に向けてエアーを噴出する。平面上、両壁１１１ａ，１１１ａの壁面と各ノズル１１２のエアーを噴出する方向の交わる角度αは略４５度である。また、ノズル１１２は液溜め部材に対して左右対称に配置されている。
【００７２】
ノズル１１２…にはエアー供給通路１１３が接続されている。ノズル１１２…及びエアー供給通路１１３は、２枚のプラスチック製の板材１１４，１１５を合わせることで形成される。外側の板材１１４には板材１１４に沿って断面略半円状のエアー供給通路１１３が形成される。内側の板材１１５には、ノズル１１２…を構成するように板材１１５に対して斜めに孔が開けられている。外側の板材１１４及び内側の板材１１５を重ね合わせると、ノズル１１２及びエアー供給通路１１３が形成される。
【００７３】
また、両壁１１１ａ，１１１ａと交差する、流れの下流側の壁１１１ｂには排気口１１６が設けられる。乾燥槽１１１の底部には、液溜め部材５２及びニードル５３から取り除かれたミスト状の洗浄水を排出する排出口１１７，１１７が設けられる。乾燥槽１１１内には、液溜め部材５２の内側を乾燥させるためのエアー配管１１８が設けられる。ヘッド５１を乾燥槽１１１に組み込むことによって、エアー配管１１８が上記洗浄液等供給用空間５８（図８参照）に連通する。洗浄液等供給用空間５８は複数の液溜め部材５２にわたる広範な単一空間とされているので、エアー配管１１８から圧縮エアーを供給すると、洗浄液等供給用空間５８を経由して各液溜め部材５２の内側に乾燥エアーが供給される。
【００７４】
エアーの噴出の流れを両壁１１１ａ，１１１ａの壁面に対して斜めにし、且つ流れの下流側に排気口１１６を設けることにより、乾燥槽１１１内に方向性を有するエアーの流れが生じ、エアーによって液溜め部材５２又はニードル５３の表面から吹き飛ばされた溶液混じりの洗浄液が、この流れに乗って全て乾燥槽１１１外に排出される。したがって、洗浄液の再付着が防止される。
【００７５】
これに対して、排気口１１６を設けずに液溜め部材５２又はニードル５３に対してエアーを単に噴射するだけでは、エアーと共に飛び散った残留洗浄液が乾燥槽１１１の壁面で跳ね返る等し、液溜め部材５２又はニードル５３に残留洗浄液が再付着する可能性がある。再付着する場合、乾燥が効率良く行われないのみならず、再付着した洗浄液に新たな溶液が混濁してしまうおそれが生じるのは避けられない。
【００７６】
また、ヘッド５１には液溜め部材５２及びニードル５３が互いに平行にして縦横に配列されている。エアーの噴出の流れを両壁１１１ａ，１１１ａの壁面に対して斜めにすることで、直交させる場合に比べ、壁面側からみて影になっているところにもエアーが届きやすくなる。したがって、複数の液溜め部材５２及びニードル５３を満遍なく乾燥させることができる。
【００７７】
図１及び図２に示すように、乾燥後のヘッド５１は、ＸＹ２軸搬送機構７５によって溶液貯留部７４に搬送される。溶液貯留部７４は、溶液を貯える複数枚の溶液保持プレートとしてのタイタープレート１２１…が収納されるカセット１２２と、このカセット１２２からタイタープレート１２１を取り出し、ロード位置１３２に搬送するプレート搬送機構１２３とを備える。この溶液貯留部７４では、洗浄後のヘッド５１に新しい生体試料の溶液を充填する。溶液にヘッド５１を漬けて溶液を吸引する動作はロードと呼ばれる。
【００７８】
各タイタープレート１２１には複数の（例えば３８４個の）凹部が配列され、この凹部に生体試料の溶液が溜められている。例えばヘッドが４８本の液溜め部材を有するとすると、一枚のタイタープレートで８回ロードすることができる。複数の凹部には同種類の溶液が充填される場合もあるし、異種の溶液が充填される場合もある。
【００７９】
複数枚（例えば１０枚）のタイタープレート１２１…は、Ｚ軸方向（すなわち上下方向）に均等間隔を開けてカセット１２２に収納されている。カセット１２２は洗浄台９６の上下に２組設けられ、この装置では合計２０枚のタイタープレート１２１を収納している。カセット１２２の搬送機構１２３側にはタイタープレート１２１を出し入れするための開口が形成されている。また、カセット１２２の上面には人手でつかむための把手１２５が設けられる。
【００８０】
カセット１２２は装置にスライド可能に取り付けられたカセット支持台１２４上に載置される。このカセット支持台１２４を人手で引き出し、カセット支持台１２４の上にカセット１２２を載せ、カセット支持台１２４を人手で再び元の位置に戻すことで、カセット１２２が装置に組み込まれる。
【００８１】
プレート搬送機構１２３は、Ｚ軸駆動機構１２３ＺとＹ軸駆動機構１２３ＹとＸ軸駆動機構１２３Ｘとから構成される。Ｚ軸駆動機構１２３Ｚは、送りねじ及び電動モータを用いてスライダを移動させる上述の電動アクチュエータと同じ構成を有する。Ｚ軸駆動機構１２３Ｚは、上端のタイタープレート１２１と下端のタイタープレート１２１との間でタイタープレート１２１を支持する支持板１２６を上下動させる。
【００８２】
Ｚ軸駆動機構１２３Ｚのテーブル１２７にはＸ軸移動機構１２３Ｘが取り付けられる。このＸ軸移動機構１２３Ｘは、所謂ロッドレスシリンダからなる。ロッドレスシリンダは、Ｘ軸方向に伸長する軌道レール１２８と、該軌道レール１２８をスライド可能なテーブル１２９とを備え、エアーを駆動源にしてテーブル１２９をＸ軸方向に移動させる。軌道レール１２８の両端にはテーブル１２９を位置決めするストッパが設けられる。
【００８３】
Ｘ軸移動機構１２３Ｘのテーブル１２９にはＹ軸移動機構１２３Ｙが取り付けられる。このＹ軸移動機構１２３Ｙも、所謂ロッドレスシリンダからなり、テーブル１３０をＹ軸方向に移動させると共にテーブル１３０をＹ軸方向の２つの位置で位置決めする。Ｙ軸移動機構１２３Ｙのテーブル１３０には、タイタープレート１２１を支持する支持板１２６が取り付けられる。
【００８４】
また、このテーブル１３０にはタイタープレート１２１に被せられたカバーを取り外す吸盤１３１が取り付けられる。溶液の水分の蒸発を防ぐために、タイタープレート１２１はカバーに覆われている。ロード中はこのカバーが邪魔になるので、カバーが吸盤１３１に吸い付けられ、図示しない電動アクチュエータ等の移動機構によって上方向に退避される。
【００８５】
複数枚のタイタープレート１２１…から目標とするタイタープレート１２１を取り出すためのプレート搬送機構１２３の動作について説明する。
【００８６】
まず、プレート搬送機構１２３は、Ｚ軸駆動機構１２３Ｚによって支持板１２６をＺ軸方向に移動し、目標とするタイタープレート１２１のわずか下方に支持板１２６を位置させる。次に、Ｘ軸駆動機構１２３Ｘを駆動し、支持板１２６をカセット１２２内に差し込む。次に再びＺ軸駆動機構１２３Ｚを駆動し、支持板１２６を僅かに上昇させ、タイタープレート１２１を持ち上げる。そして再びＸ軸駆動機構１２３Ｘを駆動し、カセット１２２からタイタープレート１２１を引き出す。そして、タイタープレート１２１をロード位置１３２まで搬送する。なお、このような搬送機構の動作は不図示の制御装置により実行される。
【００８７】
タイタープレート１２１がロード位置１３２まで搬送された後、洗浄・乾燥後のヘッド５１も２次元搬送機構７５によってロード位置まで搬送される。このロード位置１３２では、生体試料の溶液に液溜め部材５２を漬けて溶液が吸引される。
【００８８】
溶液の吸引方法について説明する。まず液溜め部材５２をタイタープレート１２１内の凹部に差込み、液溜め部材５２の先端を溶液に浸ける。次に液溜め部材５２の位置を固定したままニードル５３を上昇させると、ニードル５３の上昇に合わせて溶液が引き上げられ、液溜め部材５２内に溶液が充填される。この状態から液溜め部材５２及びニードル５３を引き上げると、液溜め部材に充填された溶液がそのまま保持される。
【００８９】
洗浄台９６上には、ヘッド置場１３５が設けられる。ヘッド５１は最初にこのヘッド置場１３５におかれる。洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５がヘッド置場１３５に置かれた、ヘッド５１を取りに行くことから装置の動作が始まる。
【００９０】
次に、マイクロアレイを作製する手順に則して、本実施形態のマイクロアレイ作製装置の全体動作について説明する。なお、以下の工程では、スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６及びＺ軸駆動機構２３、及び洗浄エリアのＸＹ２軸搬送機構７５及びＺ軸駆動機構９５を適宜動作させることにより、ヘッド５１を所定の位置に順次位置決めする。このような制御は不図示の制御装置により実行される。
【００９１】
まず、準備段階としてスタンピング領域に複数の基板３…を配列し、真空装置を作動させて基板３…を吸引・固定する。テスト台５には試験的にマイクロアレイを形成するための基板あるいはダミー基板を固定する。一方、洗浄領域の溶液貯留部７４のカセット１２２内に複数枚のタイタープレート１２１…を収納する。タイタープレート１２１…の各凹部には例えば複数種のＤＮＡ断片の溶液が入れられる。
【００９２】
次に、洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５がヘッド置場１３５に置かれているヘッド５１を取りに行く。ここでは、一対のクランプ１０２，１０２の内、一方のクランプ１０２のみがヘッド５１を把持する。
【００９３】
次に、ＸＹ２軸搬送機構７５は把持したヘッド５１をロード位置１３２に搬送する。ここでは、液溜め部材５２内に溶液を吸引するロード工程が行われる。プレート搬送機構１２３は、ヘッド５１がロード位置１３２に搬送される前に、必要な溶液が入れられたタイタープレート１２１をロード位置１３２に搬送する。ＸＹ２軸搬送機構７５がヘッド５１をロード位置１３２まで搬送した後、洗浄領域のＺ軸駆動機構１２３Ｚは、液溜め部材５２が溶液を吸引するように液溜め部材５２及びニードル５３を昇降する。
【００９４】
次に、洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５は、溶液を保持したヘッド５１を受け渡し位置１０４まで搬送する。
【００９５】
次に、スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６は、空のチャック部４５を受け渡し位置１０４まで搬送する。そして、スタンピング領域のＺ１軸駆動機構がチャック部４５を降下し、チャック部４５で溶液を保持しているヘッドを把持する。これにより、洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５からスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６へヘッドが受け渡される。
【００９６】
次に、スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６は、ヘッド５１をテスト台５に搬送する。このテスト台５では、ニードル５３に付着する溶液の量を調整するテスト工程が行われる。テスト工程では、スタンピング領域のＺ軸駆動機構がニードル５３を基板３に打ち付け、ニードル５３に付きすぎた溶液を落とす。
【００９７】
テスト工程が終了した後、基板３にスポットを形成するスタンピング工程が行われる。このスタンピング工程では、まずスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６がヘッド５１を基板３上のスポット形成位置に移動する。そして、スタンピング領域のＺ１軸駆動機構２３Ｚ１がヘッド５１を降下し、基板３の僅か上方にヘッド５１を位置させる。次に、スタンピング領域のＺ２軸駆動機構２３Ｚ２が液溜め部材５２からニードル５３を突出させ、基板３にニードル５３を打ち付ける。
【００９８】
所定の基板にスポットを形成した後、スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構はヘッドを次の基板に移動する。そして再び上述のスタンピング工程を繰り返す。
【００９９】
スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６がスタンピング工程を繰り返している間、洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５は、ヘッド置場１３５に置かれた残りのヘッド５１を把持し、ロード位置１３２に搬送する。このロード位置１３２では液溜め部材５２内に溶液を吸引するロード工程が行われる。そして、洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５は、溶液を保持したヘッド５１を控え位置１０５まで搬送する。このとき受け渡し位置１０４にはヘッドを把持していない空のクランプ１０２が位置する。
【０１００】
作業台４上の全ての基板３…にスポットを形成した後、スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６はスポットを形成した後のヘッド５１を受け渡し位置１０４に搬送する。そして、スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６と洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５との間で把持しているヘッド５１，５１を互いに受け渡す。
【０１０１】
この受け渡し工程について説明する。まず、洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５に設けられた空のクランプ１０２が受け渡し位置１０４に搬送されたスポット形成後のヘッド５１を把持する。これによりスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６から洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５にスポット形成後のヘッド５１が受け渡される。次に旋回用モータ１００が、スポット形成後のヘッド５１を控え位置１０５に位置させ且つ新たな溶液を保持したヘッド５１を受け渡し位置１０４に位置させる。次にスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６に設けられたチャック部４５が新たな溶液を保持したヘッド５１を把持する。これにより、洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５からスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６にヘッド５１が受け渡される。
【０１０２】
受け渡し工程を終えたスタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６は、再びヘッド５１を基板上に搬送する。そして、上記テスト工程及びスタンピング工程を実行する。
【０１０３】
受け渡し工程を終えた洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５は、スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６がテスト工程及びスタンピング工程を実行するのと同時に、洗浄工程を実行する。この洗浄工程では、まずスポットを形成した後のヘッド５１を超音波洗浄部７１に搬送し、液溜め部材５２の外側を超音波洗浄する。その後ヘッド５１をすすぎ洗浄部７２に搬送し、液溜め部材５２の内側、外側及びニードル５３をすすぎ洗浄する。その後ヘッド５１を乾燥部７３に搬送し、液溜め部材５２及びニードル５３を乾燥する。
【０１０４】
洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５は洗浄後のヘッド５１をロード位置１３２に再び搬送する。このロード位置では、洗浄後のヘッド５１に新しい溶液を吸引させるロード工程が再び行われる。
【０１０５】
これ以降、スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６は、上記ヘッド受け渡し工程、上記テスト工程、及び上記スタンピング工程を順次実行する。一方、洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５は、上記ヘッド受け渡し工程、上記洗浄工程、及びロード工程を順次実行する。
【０１０６】
このように、スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構６によって搬送される一方のヘッド５１が基板３…上にスポットを形成している間に、洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構７５によって搬送される他方のヘッド５１を洗浄・乾燥することで、基板３…上にスポットを形成するスタンピング工程を間断なく続けることができ、極めて効率的にマイクロアレイを作製することができる。
【０１０７】
なお、上記実施形態では、保持手段（ヘッド）として、ニードルと液溜め部材を具備したものを示したが、ニードルのみを有する保持手段も適用可能である。
【０１０８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、マイクロアレイ作製用ヘッドを基体部と該基体部に互いに平行に配列される複数の配置部とで構成し、前記基体部に複数の配置部全体にわたる広範な洗浄液等供給用空間を設けたので、複数の配置部全てを略均一な圧力をかけて洗浄することができる。したがって、複数の配置部全てを短時間で確実に洗浄することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるマイクロアレイ作製装置を示す平面図。
【図２】図１におけるII−II線方向から見たマイクロアレイ作製装置の正面図。
【図３】図２におけるIII−III線方向から見たマイクロアレイ作製装置の右側面図。
【図４】図２におけるIV−IV線方向から見たマイクロアレイ作製装置の左側面図。
【図５】図１におけるＶ−Ｖ線方向から見たマイクロアレイ作製装置の断面図。
【図６】電動アクチュエータを示す斜視図。
【図７】チャック部及びヘッドを示す図（図中（Ａ）はニードルが上昇している状態を示し、図中（Ｂ）はニードルが下降している状態を示す）。
【図８】ヘッドの正面図。
【図９】図８におけるIX−IX線方向から見たヘッドの右側面図。
【図１０】図８におけるＸ−Ｘ線方向から見たヘッドの底面図。
【図１１】ニードルが液溜め部材から突出している状態を示すヘッドの正面図。
【図１２】液溜め部材及びニードルを示す詳細図。
【図１３】液溜め部材内に溜められた溶液を基板上に配置する方法を示す工程図。
【図１４】液溜め部材及びニードルの他の例を示す詳細図。
【図１５】乾燥部を示す断面図。
【図１６】図１５におけるXVI−XVI線方向から見た乾燥部の平面図。
【図１７】図１５におけるXVII−XVII線方向から見た乾燥部の断面図。
【符号の説明】
３…基板
４…作業台
６…スタンピング領域のＸＹ２軸搬送機構（搬送手段）
２３，９５…Ｚ軸駆動機構（移動手段）
５１…ヘッド（保持手段）
５２…液溜め部材（液溜め部）
５３…ニードル（配置部）
５７…下部プレート（基体部）
５８…洗浄液等供給用空間
７１…超音波洗浄部（洗浄等施工部）
７２…すすぎ洗浄部（洗浄等施工部）
７４…溶液貯留部（洗浄等施工部）
７５…洗浄領域のＸＹ２軸搬送機構（搬送手段）

Claims (3)

1. 生体試料を含む溶液を保持し、基板上に溶液のスポットを形成するマイクロアレイ作製用ヘッドであって、
   基体部と、該基体部に互いに平行に配列され、先端が基板に接触することで溶液を基板に配置する複数のニードルとを備え、
   前記基体部には、前記複数のニードル全体にわたる洗浄液供給用空間が設けられると共に、生体試料を含む溶液を保持する複数の液溜め部を備え、
   前記洗浄液供給用空間が前記液溜め部に連通し、
   前記ニードルが前記液溜め部内に収納され、且つ該液溜め部に対して出没して前記液溜め部に溜められた溶液を基板上に配置し、
   前記マイクロアレイ作製用ヘッドの洗浄時に、前記洗浄液供給用空間が洗浄液供給管と連通することを特徴とするマイクロアレイ作製用ヘッド。
2. 前記ニードルが前記基体部の縦横に配列されていることを特徴とする請求項１に記載のマイクロアレイ作製用ヘッド。
3. 生体試料を含む溶液を貯える溶液貯留部と、
   複数枚の基板を配列し得る作業台と、
   前記溶液貯留部から前記溶液を取り入れて保持し、前記基板上に溶液のスポットを形成するための保持手段と、
   前記保持手段の洗浄等が行われる洗浄等施工部と、
   前記保持手段を前記基板に対して近接・離間する方向に移動させ、前記保持手段をしてスポットを形成せしめる移動手段と、
   前記保持手段を前記溶液貯留部、前記作業台及び前記洗浄等施工部を含む領域において搬送し且つ二次元座標を与える搬送手段と、を備え、
   前記保持手段は、基体部と、該基体部に互いに平行に配列され、先端が基板に接触することで溶液を基板に配置する複数のニードルとを備え、
   前記基体部には、前記複数のニードル全体にわたる洗浄液供給用空間が設けられると共に、生体試料を含む溶液を保持する複数の液溜め部を備え、
   前記洗浄液供給用空間が前記液溜め部に連通し、
   前記ニードルが前記液溜め部内に収納され、且つ該液溜め部に対して出没して前記液溜め部に溜められた溶液を基板上に配置し、
   前記保持手段の洗浄時に、前記洗浄液供給用空間が洗浄液供給管と連通することを特徴とするマイクロアレイ作製装置。

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