JP3647370B2 - Dispensing apparatus and DNA chip manufacturing method - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、顕微鏡スライドグラス等の基板上に、数千から一万種類以上の異なる種類のＤＮＡ断片を微小スポットとして高密度に整列固定させたＤＮＡチップ（ＤＮＡマイクロアレイ）の製造に使用される分注装置と、該分注装置を用いてＤＮＡチップを製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年における遺伝子構造の解析方法の進歩にはめざましいものがあり、ヒトの遺伝子をはじめとして、多数の遺伝子構造が明らかにされてきている。このような遺伝子構造の解析には、顕微鏡スライドグラス等の基板上に数千から一万種類以上の異なる種類のＤＮＡ断片をスポットとして整列固定させたＤＮＡチップ（ＤＮＡマイクロアレイ）が用いられるようになってきている。
【０００３】
このＤＮＡチップの製造におけるスポットの形成方法としては、ＱＵＩＬＬ方式、ピン＆リング方式、あるいはスプリングピン方式といった、いわゆるピンによる基板上へのＤＮＡ断片を含んだ試料溶液の供給（打ち込み）を行う方式が広く用いられており、いずれの方法を採用した場合であっても、各スポットの容量と形状のばらつきを低く抑えて、各スポット間の距離を一定に保つことが重要となる。
【０００４】
一方、更なる高密度化に向けて、スポットの形状制御性が良好であり、生産性に優れた新しい方法の開発に対する期待も大きい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、ＱＵＩＬＬ方式は、ピン先に形成された凹部に試料を貯め、ピン先を基板に接触させることで凹部内の試料を基板上に移して微小スポットを形成する方法であるが、ピン先が基板との接触によって変形し、あるいは損傷する等の耐久性の問題や、凹部に溜められた試料の洗浄が不完全となってクロスコンタミネーションが起こりやすい等の問題がある。
【０００６】
また、ピン＆リング方式は、マイクロプレート中の試料溶液をリングでリザーブした後、溶液がリザーブされたリング内側を貫通するようにしてピン先でリング内の試料を捉え、基板上にスポットを形成していく方法であるが、１回にリザーブできる試料はリングの数に依存し、従来、その数は数種類程度であることから、数千種から数万種といった試料の微小スポットを形成するためには、数百から数千回程度の洗浄・乾燥工程もまた必要となり、従って、生産性は必ずしも高いものとは言い難い。
【０００７】
また、スプリングピン方式は、ピン先に付着した試料を、ピン先を基板に押し付けることで基板上に移して微小スポットを形成する方法であり、スプリングを内蔵した二重ピン構造で、ピン、基板の損傷をやわらげ、試料を吹き出すものであるが、基本的には１回のリザーブで１回のスポッティングしかできず、生産性に劣っている。
【０００８】
更に、これら従来の微小スポットの形成方法は、すべて試料溶液を大気中にさらした状態で基板上に運ぶため、運ぶ途中で試料が乾燥し、スポッティングができなくなるといった不具合が生じ、大変高価な試料溶液の使用効率が悪いといった問題がある。
【０００９】
一方、プリンタにおいて実用化されているいわゆるインクジェット方式を用いてスポッティングする方策も検討されているが、数千から数万といった試料を個別の流路で形成することは、サイズ的、コスト的に課題が多く、更にインクジェット方式は、スポッティング前にそのポンプ内に予め試料を気泡がないように充填する必要があり、そのため、大量のパージ用試料が必要となり、試料の使用効率が極めて劣るものであった。また、一般的には、ポンプ室を含む流路中は高速に液体が移動する方が気泡抜けには好ましく、そのため、試料が流路中で攪拌され、例えばデリケートなＤＮＡ溶液を試料とした場合、ＤＮＡが損傷することがあった。
【００１０】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、微小スポットの形成を高精度且つ高速に可能ならしめるマイクロピペットが多数配列して構成され、かつ、各マイクロピペットへの溶液の供給を迅速に、かつ、確実に行うことができ、溶液の供給から基板上への供給までの工程をスムーズに行わせることができる分注装置を提供することを目的とする。
【００１１】
また、本発明の他の目的は、溶液の供給から基板上への供給までの工程をスムーズに行わせることができ、ＤＮＡチップの品質の向上並びに歩留まりの向上を図ることができるＤＮＡチップの製造方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも１個以上の基体に、外部から試料溶液を注入するための注入口と、前記試料溶液が注入・充填されるキャビティと、前記試料溶液を吐出する吐出口とが形成され、前記キャビティを形成する前記基体の少なくとも一壁面に圧電／電歪素子を備え、前記キャビティ内において前記試料溶液が移動するように構成されたマイクロピペットが複数配列されて構成され、かつ、各マイクロピペットの吐出口から前記試料溶液が吐出される分注装置において、各マイクロピペットの注入口に上方に突出するピンが設けられていることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、少なくとも１個以上の基体に、外部から試料溶液を注入するための注入口と、前記試料溶液が注入・充填されるキャビティと、前記試料溶液を吐出する吐出口とが形成され、前記キャビティを形成する前記基体の少なくとも一壁面に圧電／電歪素子を備え、前記キャビティ内において前記試料溶液が移動するように構成されたマイクロピペットが複数配列されて構成された分注装置を使用し、各マイクロピペットの吐出口から前記試料溶液を基板上に吐出してＤＮＡチップを製造するＤＮＡチップの製造方法において、前記分注装置として、各マイクロピペットの注入口に上方に突出するピンが設けられたものを使用することを特徴とする。
【００１４】
これにより、前記注入口の上方に位置決めされるカートリッジの溶液溜め部に前記ピンによって孔を開け、前記溶液溜め部に溜められていた溶液を前記注入口に導入するということが可能となる。
【００１５】
即ち、前記分注装置の上方に、溶液溜め部が多数配列されたカートリッジを位置させ、前記カートリッジを分注装置側に移動させる。このとき、前記ピンによって各溶液溜め部に孔が開けられることになるため、前記溶液溜め部に溜められていた溶液が前記ピンを伝って前記注入口に導入されることになる。こうすることで、カートリッジの溶液溜め部から、分注装置に試料溶液を注入する際に、特別な装置を介する必要もなく、もって特別な装置内に試料溶液が残留し、試料溶液の使用効率が低下することもない。
【００１６】
この場合、前記溶液溜め部に溜められていた溶液を前記注入口に導入する際に、各溶液溜め部の上方から気体を圧送するようにしてもよい。これにより、注入時間の短縮化を図ることができる。
【００１７】
また、この発明においては、前記注入口の上方に位置決めされるカートリッジの溶液溜め部を閉塞するように被覆されたフィルム材に孔を開けて、前記溶液溜め部に溜められていた溶液を前記注入口に導入するということが可能となる。
【００１８】
即ち、溶液溜め部が多数配列されたカートリッジに対し、前記溶液溜め部を閉塞するようにフィルム材を被覆し、前記分注装置の上方に前記カートリッジを前記フィルム材が前記分注装置に対向するように位置させ、前記カートリッジを分注装置側に移動させる。このとき、前記ピンによって、前記フィルム材のうち、各溶液溜め部に対応する部分に孔が開けられることになるため、前記溶液溜め部に溜められていた溶液が前記ピンを伝って前記注入口に導入されることになる。
【００１９】
フィルム材に孔を開けることは、カートリッジの溶液溜め部に孔を開けることにより、比較的簡便に実施でき、試料溶液の導入が簡単になる。
【００２０】
このように、本発明に係る分注装置においては、各マイクロピペットへの溶液の供給を迅速に、かつ、確実に行うことができ、溶液の供給から基板上への供給までの工程をスムーズに行わせることができる。
【００２１】
なお、前記ピンとは、平面上から突出した部分を有する突起状の部分を指し、その先端がとがっていることが好ましい。そして、分注装置を構成するマイクロピペットの各注入口の配列位置は、カートリッジの溶液溜め部の配列位置と等しくする、あるいは溶液溜め部の配列ピッチの整数倍、あるいは整数分の１の配列ピッチであることが好ましい。
【００２２】
そして、前記ピンを、平面上、前記注入口に含まれる位置に設けるようにしてもよいし、前記注入口の周縁に設けるようにしてもよい。前記ピンを平面上前記注入口に含まれる位置に設けることにより、試料溶液が導入される孔を、注入口の真上に位置させることができ、より確実に試料溶液の導入を行うことができる。特に、ピンの基底部を注入口内に位置させれば、試料溶液を確実に注入口内に導くことができる。また、前記ピンを前記注入口の周辺に設けることにより、ピンの形成が容易になり、分注装置の製造コストが低減される。
【００２３】
また、本発明は、分注装置を構成する各マイクロピペットの注入口の周縁に、該注入口から溶液を注入するためのピペット又は該ピペットを受けるための管を保持する保持部を設けるようにしてもよい。
【００２４】
これにより、ピペットを用いて分注装置の各マイクロピペット内に溶液を注入する際に、ピペット又は該ピペットを受けるための管が前記保持部にて保持されるため、溶液を確実にマイクロピペット内に注入することができ、溶液漏れなどを効果的に防止することができる。
【００２５】
特に、前記ピペットを受けるための管の少なくとも内壁を親水処理することによって、ピペットから吐出された溶液を気泡等をまき込むことなく確実にマイクロピペットの注入口に導くことができる。
【００２６】
また、本発明においては、前記ピペットを受けるための管の一部に、管内に注入された液量を測定する目盛りが形成されていたり、前記ピペットを受けるための管の内壁の一部に、突起を設けた部分と設けない部分が注入口から同一距離の箇所に形成されていてもよい。
【００２７】
目盛りの形成により、注入した試料溶液や吐出された試料溶液の量をその場で測定、確認でき、もって製品製造管理の品質管理に役立つと共に、前記マイクロピペット内に試料溶液を注入、充填するに際し、予め置換液や中間液を充填する方法を使用したときに置換液や中間液の液量管理に有効であり、結果として置換液、中間液から試料溶液への置換が確実なものとなり、もって供給される試料溶液の濃度ばらつきを低減することができ、製品の品質が向上する。
【００２８】
また、前記ピペットを受けるための管の内壁の一部に、突起を設けた部分と設けない部分を注入口から同一距離の箇所に形成することにより、突起に試料溶液を導入するピペットの先端を接触させるようにして導入作業を行うことが可能となり、ピペット注入位置を常に一定にすることができ、導入作業のばらつきが低減される。
【００２９】
更に、突起を設けた部分と設けない部分があることにより、注入時の気体の抜け道が確保され、気泡等を巻き込むことなく導入作業を行うことができる。なお、このような効果は、試料溶液、置換液等を導入（注入）する場合にのみ発揮されるわけではなく、余分な量の試料溶液、又は置換液、中間液を取り除くために、ピペッティングを行う際にも有効である。
【００３０】
また、本発明においては、前記ピペットを受けるための管と前記注入口との間に、注入される試料溶液中の異物を取り除く目的で、前記吐出口の開口面積以下の開口面積の開口部が多数形成されたフィルタが取り付けられていることが好ましい。このようにすることで、マイクロピペット内に異物が混入し、吐出口等が詰まってしまい試料溶液の供給が不能になることが未然に防げる。
【００３１】
また、本発明は、前記分注装置を構成する各マイクロピペットの配列ピッチを可変にするためのピッチ可変機構を有するようにしてもよい。
【００３２】
これにより、溶液を前記分注装置に供給する際に、前記分注装置における各マイクロピペットの配列ピッチを、前記分注装置に溶液を供給する溶液供給手段の各ピペットあるいは各ピペットの注入口の配列ピッチに合わせて行い、前記分注装置から前記基板上に試料溶液を供給する際に、前記分注装置における各マイクロピペットの配列ピッチを、前記溶液供給手段における各ピペットの配列ピッチとは異なるピッチに設定して行うことができ、溶液の供給から基板上への供給までの工程をスムーズに行わせることができる。
【００３３】
即ち、一般的には、マイクロピペット及び分注装置への試料溶液の供給（注入又は導入）は、溶液供給手段、又は前記溶液溜め部を有するカートリッジの寸法的制約がある場合が多く、各ピペットあるいは注入口の配列ピッチは比較的大きく取らざるを得ないが、一方で、基板上への試料溶液の供給時においては、供給ピッチを小さくする方がスポット密度や一度に供給できるスポット数の観点から有利な場合が多く、そのような場合に、本発明に係る分注装置が好適に採用されるのである。
【００３４】
また、本発明は、前記分注装置に溶液を供給するためのピペットが多数配列され、各ピペットの配列ピッチを可変にするためのピッチ可変機構を有する溶液供給手段を使用し、前記溶液供給手段に溶液を供給する際に、各ピペットの配列ピッチを、溶液溜め部が多数配列されたカートリッジの溶液溜め部の配列ピッチに合わせて行い、前記溶液供給手段から前記分注装置に溶液を供給する際に、各ピペットの配列ピッチを、前記分注装置におけるマイクロピペットの配列ピッチに合わせて行うようにしてもよい。
【００３５】
この場合、カートリッジの各溶液溜め部に溜められた溶液を分注装置に供給する処理をスムーズに行わせることができ、製造時間の短縮化を有効に図ることができる。
【００３６】
また、本発明は、前記分注装置を使用する場合に、前記分注装置にはピンを設けずに、分注装置の上方に、溶液溜め部が多数配列されたカートリッジを位置させ、各溶液溜め部に外方からピンで孔を開けて、前記溶液溜め部に溜められていた溶液を前記注入口に導入するようにしてもよい。この場合、分注装置の各マイクロピペットを簡単な構成とすることができる。
【００３７】
上述の分注装置における注入口を親水処理することで、該注入口を通じて供給される試料溶液をスムーズにキャビティ側に導くことができるため、試料溶液の供給時間の短縮化を図ることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る分注装置及びＤＮＡチップの製造方法の実施の形態例を図１〜図２２を参照しながら説明する。
【００３９】
まず、第１の実施の形態に係る分注装置３０Ａは、図１に示すように、矩形状の固定板３２の上面に複数個のマイクロピペット３４をマトリクス状に配列して構成されている。図１の例では、１０個のマイクロピペット３４を５行２列に配列した例を示している。
【００４０】
マイクロピペット３４は、図２及び図３に示すように、ほぼ直方体の形状を有する基体５０の上面に形成された試料注入口５２と、該基体５０の下面に形成された試料吐出口５４と、内部に試料注入口５２と試料吐出口５４との間に形成されたキャビティ５６と、基体５０（正確には後述する振動部６６）を振動させたり、キャビティ５６の体積を変化させたりするアクチュエータ部５８とを有して構成されている。
【００４１】
従って、図３に示すように、前記固定板３２には、マイクロピペット３４の試料吐出口５４に対応する箇所にそれぞれ貫通孔４０が設けられている。これにより、マイクロピペット３４の試料吐出口５４から吐出された試料溶液が、前記貫通孔４０を通じて、例えば固定板３２の下方に固定された基板２０に供給（滴下を含む）されることになる。
【００４２】
このマイクロピペット３４は、試料注入口５２から基体５０の内部にかけて開口幅の大きいほぼＬ字状の導入穴６０が形成されている。この導入穴６０とキャビティ５６との間には、径の小さい第１の連通孔６２が形成され、試料注入口５２から注入された試料溶液が導入穴６０及び第１の連通孔６２を通じてキャビティ５６に導入されるようになっている。
【００４３】
キャビティ５６のうち、前記第１の連通孔６２とは異なる位置に、試料吐出口５４に連通し、かつ、第１の連通孔６２よりも径の大きい第２の連通孔６４が形成されている。この第１の実施の形態では、キャビティ５６の下面のうち、試料注入口５２寄りに第１の連通孔６２を形成し、同じくキャビティ５６の下面のうち、試料吐出口５４に対応した位置に第２の連通孔６４を形成するようにしている。
【００４４】
更に、この第１の実施の形態では、基体５０のうち、キャビティ５６の上面が接する部分が薄肉とされ、外部応力に対して振動を受けやすい構造となっており、振動部６６として機能するようになっている。振動部６６の上面に前記アクチュエータ部５８が形成されている。
【００４５】
基体５０は、複数枚のジルコニアセラミックスのグリーンシート（第１の薄板層５０Ａ、第１のスペーサ層５０Ｂ、第２の薄板層５０Ｃ、第２のスペーサ層５０Ｄ及び第３の薄板層５０Ｅ）を積層し、一体焼成して構成されている。
【００４６】
つまり、基体５０は、試料注入口５２を構成する窓部が形成され、一部において振動部６６を構成する薄肉の第１の薄板層５０Ａと、導入穴６０の一部及びキャビティ５６を構成する複数の窓部がそれぞれ形成された厚肉の第１のスペーサ層５０Ｂと、導入穴６０の一部、第１の連通孔６２及び第２の連通孔６４の一部を構成する複数の窓部がそれぞれ形成された薄肉の第２の薄板層５０Ｃと、導入穴６０の一部及び第２の連通孔６４の一部を構成する複数の窓部がそれぞれ形成された厚肉の第２のスペーサ層５０Ｄと、試料吐出口５４を構成する窓部が形成された薄肉の第３の薄板層５０Ｅとを積層し、一体焼成して構成されている。
【００４７】
アクチュエータ部５８は、前記振動部６６のほか、該振動部６６上に直接形成された下部電極７０と、該下部電極７０上に形成された圧電／電歪素子や反強誘電体等からなる圧電層７２と、該圧電層７２の上面に形成された上部電極７４とを有して構成されている。
【００４８】
下部電極７０と上部電極７４は、図２に示すように、それぞれ基体５０の上面に形成された複数のパッド７６及び７８を通じて図示しない駆動回路に電気的に接続される。
【００４９】
上記のような構成のマイクロピペット３４によれば、上部電極７４と下部電極７０との間に電界が生じると、圧電層７２が変形し、それに伴って振動部６６が変形し、振動部６６に接しているキャビティ（加圧室）５６の容積が減少又は増加することになる。
【００５０】
このキャビティ５６の容積の減少によってキャビティ５６内に充填された試料溶液がキャビティ５６に連通する試料吐出口５４から所定速度で吐出され、図６に示すように、マイクロピペット３４から吐出された試料溶液が顕微鏡スライドガラス等の基板１０上に微小スポット８０として整列固定されたＤＮＡチップ２０を作製することができる。また、このキャビティ５６の容積増加によって、キャビティ５６内に連通孔６２から新たな試料溶液が注入、充填され、次の吐出に備えられる。
【００５１】
この場合、基板１０上に形成される微小スポット８０の配列ピッチよりも分注装置３０Ａにおける試料吐出口５４の配列ピッチが大きいため、分注装置３０Ａでの供給位置をずらしながら試料溶液を供給することになる。
【００５２】
なお、アクチュエータ部５８の駆動によって、キャビティ５６の容積が減少する構造としては、いわゆるインクジェット方式の装置構造を採用することができる（特開平６−４００３０号公報参照）。
【００５３】
そして、キャビティ（加圧室）５６は、ＤＮＡ断片などを含む試料溶液が乱れが少なく移動するような流路寸法に形成されている。
【００５４】
つまり、キャビティ５６の寸法は、試料の種類、作成する液滴の大きさ、形成密度により異なるが、例えば、塩基対１〜１００００程度のＤＮＡ断片を１００μｇ／μリットル以下の濃度で×１ＴＥバッファ溶液（緩衝液）に溶解させ、更に等量のポリマーを含んだ水溶液と混合させた試料を５０〜６００μｍピッチで３０〜５００μｍφ液滴径の滴下を行う場合においては、図４に示すように、キャビティ長（Ｌ）は、１〜５ｍｍ、キャビティ幅（Ｗ）は、０．１〜１ｍｍ、キャビティ深さ（Ｄ）は、０．１〜０．５ｍｍが好ましい。またキャビティ５６の内壁には、流れを乱す突起物がないように滑らかであることが好ましく、その材質は、試料溶液と親和性の良いセラミックスからなることがより一層好ましい。
【００５５】
このような形状にすることにより、キャビティ５６を試料注入口５２から試料吐出口５４に至る流路の一部として、試料注入口５２から導入穴６０、第１の連通孔６２を経てキャビティ５６内に移動する試料溶液の流れを乱すことなく試料吐出口５４に導くことができる。
【００５６】
なお、基体５０は、前述したように、ジルコニアセラミックスの一体積層、焼成体であるほかに、アクチュエータ部５８を形成したジルコニアセラミック焼結体と金属、樹脂フィルム等との接着体であってもよい。特に、試料吐出口５４を形成した薄板層５０Ｅは、その加工法とのマッチングを考慮して、ＰＥＴフィルム等の有機樹脂をエキシマレーザ等で加工したシート、あるいはステンレスフィルム等の金属を金型等で打ち抜いたシートであることが好ましい。
【００５７】
また、試料吐出口５４と第１の連結孔６２の寸法は、吐出する試料溶液の物性、吐出量、吐出速度等によって最適設計されるが、１０〜１００μｍφ程度であることがよい。
【００５８】
図５は、１つの試料注入口５２とそれに連結する導入穴６０に対し、２つの第１の連結孔６２が連通し、それぞれの第１の連結孔６２には、キャビティ５６、第２の連結孔６４及び試料吐出口５４が連続して形成された流路６５がそれぞれ独立して２つ形成されている。各キャビティ５６の上面には、それぞれ独立して配線、駆動するアクチュエータ部５８（図示せず）が形成される。このような構成のマイクロピペット３４によれば、同一の試料溶液を同時に、又はタイミングをずらして基板１０上に供給することができる。
【００５９】
ところで、図１に示すように、固定板３２の上面には、マイクロピペット３４を位置決め固定するための複数のピン３８が設けられている。マイクロピペット３４を固定板３２上に固定する場合は、マイクロピペット３４の基体５０の両側に設けられた位置決め用孔９０（図２参照）に固定板３２のピン３８を挿入させながら、マイクロピペット３４を固定板３２に載置することで、自動的に複数のマイクロピペット３４が所定の配列配置で位置決めされることになる。
【００６０】
そして、この第１の実施の形態においては、図２及び図３に示すように、試料注入口５２から上方に突出するピン１００が設けられて構成されている。図２及び図３の例では、基体５０を構成する各層５０Ａ〜５０Ｅのうち、最下層の第３の薄板層５０Ｅを除く４つの層５０Ａ〜５０Ｄにおいて、試料注入口５２の例えば中心部に向かって張り出す張出し部５０Ａａ、５０Ｂａ、５０Ｃａ、５０Ｄａを一体に設け、上層（第１の薄板層５０Ａ）の張出し部５０Ａａの上面にピン１００を例えば接着剤で固着した構成を示す。
【００６１】
その他の構成としては、例えば図７及び図８に示すように、試料注入口５２に連通する導入穴６０の底部にピン１００を接着する構成（第１の変形例）や、図９に示すように、試料注入口５２の周縁部５２ａを面取りし、該周縁部５２ａの一部にピン１００を接着する構成（第２の変形例）などがある。なお、ピン１００の形成は、例えば接着剤による接着のほかに、ジルコニアセラミックスの一体焼成で形成してもよい。
【００６２】
また、上述の分注装置３０Ａは、試料注入口５２及び試料吐出口５４を有するマイクロピペット３４の複数個をそれぞれ試料吐出口５４を下方向に向けた状態で立設させて構成されている。
【００６３】
即ち、各マイクロピペット３４は、それぞれの試料注入口５２を上側とし、試料吐出口５４を下側とし、かつ、各試料吐出口５４が縦横に配列配置されて、試料吐出口５４からそれぞれ種類の異なる試料溶液が吐出されるようになっている。
【００６４】
このような構成を有する分注装置３０Ａにおいて、各試料注入口５２に対応してそれぞれ種類の異なる試料溶液を供給する方法としては、図１に示すように、例えば多数の断面ほぼＶ字状の凹部（溜め部）１１０が配列されたカートリッジ１１２を使用する方法がある。
【００６５】
具体的に、カートリッジ１１２を用いて分注装置３０Ａの各マイクロピペット３４に試料溶液を注入するいくつかの方法を図１、図３、図８、図９並びに図１０〜図１２を参照しながら説明する。
【００６６】
第１の方法は、まず、カートリッジ１１２の各溜め部１１０にそれぞれ種類の異なる試料溶液を入れる。その後、図１に示すように、カートリッジ１１２を溜め部１１０の先端（頂部）を下に向けて、分注装置３０Ａの上方に位置させる。
【００６７】
その後、カートリッジ１１２を分注装置３０Ａ側に移動させる。図３、図８及び図９に示すように、カートリッジ１１２と分注装置３０Ａとの間隔が所定の距離になった段階で、溜め部１１０の頂部が各マイクロピペット３４に設けられたピン１００と接触し、更にカートリッジ１１２が下方に移動することによって、溜め部１１０の頂部にピン１００が突き刺さり、結果的に各溜め部１１０に孔が開けられることとなる。
【００６８】
溜め部１１０に孔が開いた段階で、カートリッジ１１２をわずかに上方に移動させることによって、孔とピン１００との隙間から試料溶液が漏れ出す。漏れ出した試料溶液は、ピン１００を伝って試料注入口５２に導入され、導入穴６０及び第１の連通孔６２を通じてキャビティ５６に導かれることとなる。特に、図８の例では、ピン１００の基底部が導入穴６０内に存在することから、カートリッジ１１２の各溜め部１１０にある試料溶液を漏れなく前記導入穴６０に導くことができる。
【００６９】
この第１の方法においては、少なくとも溜め部１１０の頂部に孔が開けられた段階からカートリッジ１１２の上方から気体をカートリッジ１１２に向けて圧送することが好ましい。これによって、注入時間の短縮化を図ることができる。
【００７０】
次に、第２の方法は、まず、カートリッジ１１２の各溜め部１１０にそれぞれ種類の異なる試料溶液を入れる。その後、図１０に示すように、カートリッジ１１２の各溜め部１１０を閉塞するように薄いフィルム材１３０を貼着する。その後、図１１に示すように、カートリッジ１１２を、溜め部１１０の先端（頂部）を上に向けて、分注装置３０Ａの上方に位置させる。即ち、フィルム材１３０と分注装置３０Ａとを対向させる。
【００７１】
その後、カートリッジ１１２を分注装置３０Ａ側に移動させる。図１２に示すように、カートリッジ１１２と分注装置３０Ａとの間隔が所定の距離になった段階で、フィルム材１３０が各マイクロピペット３４に設けられたピン１００と接触し、更にカートリッジ１１２が下方に移動することによって、フィルム材１３０にピン１００が突き刺さり、結果的にフィルム材１３０のうち、各溜め部１１０に対応した部分に孔が開けられることとなる。
【００７２】
フィルム材１３０に孔が開いた段階で、カートリッジ１１２をわずかに上方に移動させることによって、孔とピン１００との隙間から試料溶液が漏れ出す。漏れ出した試料溶液は、ピン１００を伝って試料注入口５２に導入され、導入穴６０及び第１の連通孔６２を通じてキャビティ５６に導かれることとなる。
【００７３】
この第２の方法においては、少なくとも溜め部１１０の頂部に孔が開けられた段階でカートリッジ１１２を熱することが好ましい。これによって、各溜め部１１０の試料溶液及び気体が膨張するため、フィルム材１３０に開けられた孔から試料溶液が急速に試料注入口５２に導入されることになり、その結果、試料溶液の注入時間の短縮化を図ることができる。
【００７４】
このように、第１の実施の形態に係る分注装置３０Ａ並びに上述した第１及び第２の方法においては、各マイクロピペット３４への試料溶液の供給を迅速に、かつ、効率的に、かつ、確実に行うことができ、試料溶液の供給から基板１０上への供給までの工程をスムーズに行わせることができ、ＤＮＡチップ２０の品質の向上並びに歩留まりの向上を図ることができる。
【００７５】
なお、上述した第１及び第２の方法においては、図３及び図１２に示すように、試料注入口５２に設けられた張出し部５０Ａａ上にピン１００を固着したマイクロピペット３４を有する分注装置３０Ａに適用した例を示したが、その他、図８に示すように導入穴６０の底部にピン１００を設けたマイクロピペット３４を有する分注装置３０Ａや、試料注入口５２の周縁部５２ａにピン１００を設けたマイクロピペット３４を有する分注装置３０Ａにも同様に適用させることができる。
【００７６】
なお、第１及び第２の方法において、各マイクロピペット３４の基体５０内に形成された試料注入口５２から試料吐出口５４に至る空間を洗浄する機構を備えるようにしてもよい。この場合、数千から数万種類という多種類のＤＮＡ断片などを汚染なく、しかも純度よく微小スポット８０として吐出することになり、好ましい。
【００７７】
また、マイクロピペット３４を構成する基体５０は、上述したように、セラミックスで形成されており、例えば、安定化ジルコニアや部分安定化ジルコニア、アルミナ、マグネシア、窒化珪素等を用いることができる。
【００７８】
このうち、安定化／部分安定化ジルコニアは、薄板においても機械的強度が大きいこと、靱性が高いこと、圧電層７２や電極材との反応性が小さいことから最も好適に採用される。
【００７９】
そして、基体５０等の材料として安定化／部分安定化ジルコニアを使用する場合には、少なくとも、アクチュエータ部５８が形成される部分（振動部６６）には、アルミナあるいはチタニア等の添加物が含有されることが好ましい。
【００８０】
また、アクチュエータ部５８を構成する圧電層７２は、圧電セラミックスとして、例えば、ジルコン酸鉛、チタン酸鉛、マグネシウムニオブ酸鉛、マグネシウムタンタル酸鉛、ニッケルニオブ酸鉛、亜鉛ニオブ酸鉛、マンガンニオブ酸鉛、アンチモンスズ酸鉛、マンガンタングステン酸鉛、コバルトニオブ酸鉛、チタン酸バリウム等やこれらのいずれかを組み合わせた成分を含有する複合セラミックスを用いることができるが、この第１の実施の形態においては、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛及びマグネシウムニオブ酸鉛からなる成分を主成分とする材料が好適に用いられる。
【００８１】
これは、このような材料が、高い電気機械結合係数と圧電定数を有することに加え、圧電層７２の焼結時における基体材料との反応性が小さく、所定の組成のものを安定に形成することができることに基づくからである。
【００８２】
更に、この第１の実施の形態では、前記圧電セラミックスに、ランタン、カルシウム、ストロンチウム、モリブデン、タングステン、バリウム、ニオブ、亜鉛、ニッケル、マンガン、セリウム、カドミウム、クロム、コバルト、アンチモン、鉄、イットリウム、タンタル、リチウム、ビスマス、スズ等の酸化物、もしくはこれらいずれかの組合せ、又は他の化合物を適宜、添加したセラミックスを用いてもよい。
【００８３】
例えば、ジルコン酸鉛とチタン酸鉛及びマグネシウムニオブ酸鉛を主成分とし、これにランタンやストロンチウムを含有するセラミックスを用いることもまた好ましい。
【００８４】
一方、アクチュエータ部５８における上部電極７４及び下部電極７０は、室温で、固体であって導電性の金属で構成されていることが好ましく、例えば、アルミニウム、チタン、クロム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、パラジウム、ロジウム、銀、スズ、タンタル、タングステン、イリジウム、白金、金、鉛等の金属単体あるいはこれらのいずれかを組み合わせた合金が用いられ、更に、これらに圧電層７２や基体５０と同じ材料を分散させたサーメット材料を用いてもよい。
【００８５】
そして、上述した第１の方法又は第２の方法によって、それぞれ種類の異なる試料溶液を各マイクロピペット３４に充填した後においては、各アクチュエータ部５８を駆動して、各マイクロピペット３４の試料吐出口５４から試料溶液を吐出させる。
【００８６】
ここで、アクチュエータ部５８の各電極７０及び７４に印加する電圧波形のうち、アクチュエータ部５８がオン動作して、キャビティ５６の容積を減少させる場合、各電極７０及び７４にはパルス的な電圧が印加されることになる。この場合、パルスの振幅（電圧）、単位時間当たりの変化量（電圧波形の立ち上がり角度）、パルス幅等を変化させることで、振動部６６の変形量、変形速度等が変化し、これにより、試料溶液の吐出量が制御できる。また、一定期間に発生させるパルス数を変化させることで、単位時間当たりの試料溶液の滴下回数を変更することができる。
【００８７】
試料溶液を複数供給して１つのスポット８０を形成する場合、通常、供給位置を固定して、供給回数を重ねるが、供給毎に供給位置をずらしてもよい。例えば図１３Ａ及び図１３Ｂに示すように、試料溶液の供給位置を適宜変えることによって、形成されるべき１つのスポット８０（二点鎖線で示す）内に複数の試料溶液による微小スポット８０ａが形成され、これら微小スポット８０ａが基板１０上で組み合わさることで（合体）、図１４Ａ及び図１４Ｂに示すように、１つのスポット８０が形成されることになる。この場合、供給する試料溶液の種類に応じて、供給回数、供給位置及び１回の供給量を制御することで、基板１０上に形成される各スポット８０の径の均一化を図ることができる。
【００８８】
また、キャビティ５６に試料溶液を充填した後に、アクチュエータ部５８に振動を励起する程度の電圧を印加することが好ましい。これにより、キャビティ内に充填された試料溶液に含まれるＤＮＡ断片が均一に分散され、供給毎のＤＮＡ断片の量にばらつきは生じなくなる。
【００８９】
ところで、上述の例では、分注装置３０Ａの各マイクロピペット３４にそれぞれピン１００を設けるようにしたが、その他、各マイクロピペット３４にピン１００を設けずに、図１５に示すように、外方からピン１００でカートリッジ１１２の各溜め部１１０に孔を設けるようにしてもよい（第３の方法）。
【００９０】
即ち、図１５に示すように、分注装置３０Ａとして、各マイクロピペット３４の試料注入口５２にピン１００が設けられていないものを使用する。そして、二点鎖線で示すように、例えばカートリッジ１１２の各溜め部１１０がマイクロピペット３４の試料注入口５２に接する、あるいは近接した段階で、各溜め部１１０の上方からピン１００を溜め部１１０に突き刺し、該溜め部１１０に孔を開ける。
【００９１】
溜め部１１０に孔が開いた段階で、ピン１００を引き抜くことにより、該孔から試料溶液が吐出して試料注入口５２に導入され、導入穴６０及び第１の連通孔６２を通じてキャビティ５６に導かれることとなる。
【００９２】
上述した第１の実施の形態に係る分注装置３０Ａでは、各マイクロピペット３４の配列ピッチが、カートリッジ１１２の各溜め部１１０の配列ピッチとほぼ同じである場合を示したが、その他、図１６Ａ及び図１６Ｂの第２の実施の形態に係る分注装置３０Ｂのように、各マイクロピペット３４の配列ピッチを可変にするようにしてもよい。
【００９３】
即ち、この第２の実施の形態に係る分注装置３０Ｂは、図１６Ａ及び図１６Ｂに示すように、各マイクロピペット３４の配列ピッチを可変とするピッチ可変機構１４０が設けられて構成されている。このピッチ可変機構１４０としては、ネジを主体にした機構や、バネを主体にした機構、あるいはこれらの組合せ機構等を採用することができる。
【００９４】
特に、この第２の実施の形態に係る分注装置３０Ｂを使用する場合は、図１６Ａに示すように、多数のピペット１４２が配列された溶液供給装置１４４を使用することができる。
【００９５】
各マイクロピペット３４の配列ピッチの可変設定としては、ピッチ可変機構１４０で各マイクロピペット３４の配列ピッチを例えば最小にしたとき、図１６Ｂに示すように、基板１０上への供給が最適なピッチとされ、前記配列ピッチを例えば最大にしたときに、図１６Ａに示すように、溶液供給装置１４４の各ピペット１４２の配列ピッチとほぼ同じとされることが好ましい。各マイクロピペット３４間において、それぞれのピッチ上のばらつきを抑えることができるからである。
【００９６】
そして、この分注装置３０Ｂを使用する場合は、まず、図１６Ａに示すように、ピッチ可変機構１４０によって各マイクロピペット３４の配列ピッチを最大にして、溶液供給装置１４４における各ピペット１４２の配列ピッチとほぼ同じにし、この状態で、溶液供給装置１４４から試料溶液を分注装置３０Ｂの各マイクロピペット３４に供給する。
【００９７】
分注装置３０Ｂへの試料溶液の供給が完了した段階で、図１６Ｂに示すように、ピッチ可変機構１４０によって各マイクロピペット３４の配列ピッチを最小にする。次いで、分注装置３０Ｂを基板１０上に搬送し、その後、各マイクロピペット３４のアクチュエータ部５８を駆動させて、試料溶液を基板１０上に吐出供給し、基板１０上に微小スポット８０を形成する。
【００９８】
この第２の実施の形態に係る分注装置３０Ｂ及び該分注装置３０Ｂを使用した製造方法においては、溶液供給装置１４４から分注装置３０Ｂへの試料溶液の供給、並びに分注装置３０Ｂから基板１０上への供給を、迅速、かつ、効率的に、かつ、確実に行うことができ、試料溶液の供給から基板１０上への供給までの工程をスムーズに行わせることができ、ＤＮＡチップ２０の品質の向上並びに歩留まりの向上を図ることができる。
【００９９】
上述の第２の実施の形態においては、分注装置３０Ｂにピッチ可変機構１４０を設けるようにしたが、その他、図１７Ａ及び図１７Ｂに示すように、溶液供給装置１４４にピッチ可変機構１５０を設けるようにしてもよい。このピッチ可変機構１５０は、溶液供給装置１４４を構成する各ピペット１４２の配列ピッチを可変する機構を有する。このピッチ可変機構１５０としては、ネジを主体にした機構や、バネを主体にした機構、あるいはこれらの組合せ機構等を採用することができる。
【０１００】
この場合、分注装置３０としては、図１７Ｂに示すように、各マイクロピペットの配列ピッチが、試料溶液を基板１０上に供給する上で最適なピッチに固定されたものを使用することができる。
【０１０１】
溶液供給装置１４４における各ピペット１４２の配列ピッチの可変設定としては、ピッチ可変機構１５０で各ピペット１４２の配列ピッチを例えば最小にしたとき、図１７Ｂに示すように、分注装置３０における各マイクロピペット３４の試料注入口５２の配列ピッチとされ、前記各ピペット１４２の配列ピッチを例えば最大にしたときに、図１７Ａに示すように、カートリッジ１１２の各溜め部１１０の配列ピッチとほぼ同じとされることが好ましい。これは、溶液供給装置１４４における各ピペット１４２間において、それぞれのピッチ上のばらつきを抑えることができるからである。
【０１０２】
そして、この溶液供給装置１４４を使用する場合は、まず、図１７Ａに示すように、ピッチ可変機構１５０によって各ピペット１４２の配列ピッチを最大にして、カートリッジ１１２における各溜め部１１０の配列ピッチとほぼ同じにし、この状態で、カートリッジ１１２の溜め部１１０に溜められている試料溶液を各ピペット１４２を介して溶液供給装置１４４に吸引導入する。
【０１０３】
溶液供給装置１４４への試料溶液の供給が完了した段階で、図１７Ｂに示すように、ピッチ可変機構１５０によって各ピペット１４２の配列ピッチを最小にして、分注装置３０における各マイクロピペット３４の配列ピッチとほぼ同じにし、この状態で、溶液供給装置１４４から試料溶液を分注装置３０の各マイクロピペット３４に供給する。
【０１０４】
分注装置３０への試料溶液の供給が完了した段階で、図１７Ｃに示すように、分注装置３０を基板１０上に搬送し、その後、各マイクロピペット３４のアクチュエータ部５８を駆動させて、試料溶液を基板１０上に吐出供給し、基板１０上に微小スポット８０を形成する。
【０１０５】
このように、ピッチ可変機構１５０を有する溶液供給装置１４４を使用した製造方法においては、カートリッジ１１２から溶液供給装置１４４への試料溶液の供給、溶液供給装置１４４から分注装置３０への試料溶液の供給、並びに分注装置３０から基板１０上への供給を迅速、かつ、効率的に、かつ、確実に行うことができ、試料溶液の供給から基板１０上への供給までの工程をスムーズに行わせることができ、ＤＮＡチップ２０の品質の向上並びに歩留まりの向上を図ることができる。
【０１０６】
次に、第３の実施の形態に係る分注装置３０Ｃについて図１８〜図２２を参照しながら説明する。
【０１０７】
この第３の実施の形態に係る分注装置３０Ｃは、図１８に示すように、特に、第２の実施の形態に係る分注装置３０Ｂや、図１７Ｂの分注装置３０に適用されるもので、各マイクロピペット３４の試料注入口５２の周縁部に、溶液供給装置１４４の各ピペット１４２を保持するための保持部１６０が設けられて構成されている。この保持部１６０は、試料注入口５２の周縁部に設けられた例えばＯリング１６２と、該Ｏリング１６２を固定する固定部１６４を有して構成されている。
【０１０８】
固定部１６４は、例えば図１９に示すように、リング状に形成された側壁１６６とＯリング１６２の上方への離脱を防止するための円形の孔１６８が形成された上壁１７０が一体に形成されて構成されている。この固定部１６４は、基体５０と一体に形成してもよいし、その他、基体５０とは別体に形成し、接着剤等で基体５０上に固着するようにしてもよい。図１８では、接着剤で固着した例を示す。
【０１０９】
固定部１６４の他の例としては、例えば図２０に示すように、上部が試料注入口５２の軸線ｍに向かって屈曲するＬ字状の保持片１７２を複数個（図２０の例では４個）設けて構成するようにしてもよい。
【０１１０】
そして、溶液供給装置１４４を使用して、この第３の実施の形態に係る分注装置３０Ｃの各マイクロピペット３４に試料溶液を使用する場合は、図１８に示すように、溶液供給装置１４４の各ピペット１４２の先端部を、それぞれ対応するマイクロピペット３４の前記保持部１６０におけるＯリング１６２内に差し込むことで行われる。
【０１１１】
試料溶液の供給の他の例としては、例えば図２１に示すように、溶液供給装置１４４の各ピペット１４２が挿入可能な管１８０を保持部１６０に保持させて、試料溶液をマイクロピペット３４に供給するようにしてもよい。この管１８０としては、上方に向かって徐々に径が大きくなるように設定され、かつ、下端部の径がＯリング１６２の内径とほぼ同じに設定されたものを用いることができる。
【０１１２】
この管１８０を用いる場合、ピペット１４２の先端を管１８０の内壁に近づけて行うようにすれば、ピペット１４２から吐出された試料溶液が管１８０の内壁に当たって飛び散るなどの不都合が生じないため、好ましい。
【０１１３】
この第３の実施の形態に係る分注装置３０Ｃにおいては、ピペット１４２を用いて分注装置３０Ｃの各マイクロピペット３４内に試料溶液を注入する際に、ピペット１４２又は管１８０が前記保持部１６０にて保持されるため、試料溶液を確実にマイクロピペット３４内に注入することができ、溶液漏れなどを効果的に防止することができる。
【０１１４】
特に、前記管１８０の少なくとも内壁を親水処理すれば、ピペット１４２から吐出された試料溶液を確実にマイクロピペット３４の試料注入口５２に導くことができるため、好ましい。
【０１１５】
試料溶液の供給の更なる他の例としては、例えば図２２に示すように、溶液供給装置１４４の各ピペット１４２を受けるための管１８０の一部に、管１８０内に注入された液量を測定する目盛り１８２が形成され、更に、管１８０の内壁の一部に、各ピペット１４２の一部を接触させるための突起１８４を設けた部分と設けない部分を試料注入口５２から同一距離の箇所に形成するようにしてもよい。
【０１１６】
そして、この図２２では、管１８０と試料注入口５２との間に、注入される試料溶液中の異物を取り除く目的で、試料吐出口５４の開口面積以下の開口面積を有する開口部が多数形成されたフィルタ１８６が、保持部１６０と基体５０と接着剤１８８とで周りを保持して取り付けられている。
【０１１７】
ここで、保持部１６０は、全体がゴムのような弾性体で構成されており、保持部のみで、管１８０を気密に保持している。目盛り１８２によって、注入した試料溶液の量をその場で確認でき、また、突起１８４に各ピペット１４２を接触させて注入することで、注入する位置が常に一定になり、注入作業のばらつきが低減されると共に、突起１８４が形成されていない部分が注入時の気体を逃がすためのパスを構成することになり、試料溶液に気泡を巻き込むことなく、確実に注入することができる。
【０１１８】
更に、フィルタ１８６によって、マイクロピペット３４内への異物の混入を遮断でき、異物の詰まりによる吐出不良を回避することができる。なお、フィルタ１８６の開口部分の大きさ（径）は、吐出口の大きさ（径）以下であることが好ましい。但し、開口が小さすぎると、試料溶液の注入が困難になるため、吐出口の開口径の７０％程度の大きさであるとより好ましい。
【０１１９】
このように、第１〜第３の実施の形態に係る分注装置３０Ａ〜３０Ｃや、図１７Ａに示す溶液供給装置１４４を使用してＤＮＡチップ２０を製造することにより、試料溶液の供給から基板１０上への供給までの工程をスムーズに行わせることができ、ＤＮＡチップ２０の品質の向上並びに歩留まりの向上を図ることができる。
【０１２０】
特に、第１〜第３の実施の形態に係る分注装置３０Ａ〜３０Ｃや、図１７Ｂに示す分注装置３０において、それぞれの試料注入口５２を親水処理することで、該試料注入口５２を通じて供給される試料溶液をスムーズにキャビティ５６側に導くことができるため、試料溶液の供給時間の短縮化を図ることができる。
【０１２１】
なお、この発明に係る分注装置及びＤＮＡチップの製造方法は、上述の実施の形態に限らず、この発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る分注装置及びＤＮＡチップの製造方法によれば、各マイクロピペットへの溶液の供給を迅速、かつ、効率的に、かつ、確実に行うことができ、溶液の供給から基板上への供給までの工程をスムーズに行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る分注装置の構成をカートリッジと共に示すもので、分注装置を使用してＤＮＡチップを製造する第１の方法を説明するための斜視図である。
【図２】第１の実施の形態に係る分注装置を構成するマイクロピペットの構成を示す平面図である。
【図３】図２におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線上の断面図である。
【図４】マイクロピペットの基体内に形成されるキャビティを含む流路の形状を示す斜視図である。
【図５】マイクロピペットの基体内に形成されるキャビティを含む流路の他の形状を示す斜視図である。
【図６】製造されるＤＮＡチップを示す斜視図である。
【図７】第１の変形例に係るマイクロピペットの構成を示す平面図である。
【図８】図７におけるＶＩＩ−ＶＩＩ線上の断面図である。
【図９】第２の変形例に係るマイクロピペットの構成を示す断面図である。
【図１０】分注装置を使用してＤＮＡチップを製造する第２の方法を説明するためのものであって、カートリッジの各溜め部を閉塞するようにフィルム材を貼着する状態を示す説明図である。
【図１１】フィルム材を貼着したカートリッジを分注装置上に搬送した状態を示す説明図である。
【図１２】マイクロピペットでフィルム材に孔をあける状態を示す断面図である。
【図１３】図１３Ａは基板上に試料溶液を供給して、形成されるべき１つのスポット内に多数の微小スポットが形成されていく過程を示す断面図であり、図１３Ｂはその平面図である。
【図１４】図１４Ａは基板上において、多数の微小スポットが合体して１つのスポットが形成された状態を示す断面図であり、図１４Ｂはその平面図である。
【図１５】分注装置を使用してＤＮＡチップを製造する第３の方法を示す説明図である。
【図１６】図１６Ａは溶液供給装置から試料溶液を第２の実施の形態に係る分注装置に供給する状態を示す説明図であり、図１６Ｂは第２の実施の形態に係る分注装置から試料溶液を基板上に供給する状態を示す説明図である。
【図１７】図１７Ａはカートリッジの各溜め部から溶液供給装置に試料溶液を供給する状態を示す説明図であり、図１７Ｂは溶液供給装置から試料溶液を分注装置に供給する状態を示す説明図であり、図１７Ｃは分注装置から試料溶液を基板上に供給する状態を示す説明図である。
【図１８】第３の実施の形態に係る分注装置におけるマイクロピペットの構成を示す断面図である。
【図１９】保持部の一例を示す斜視図である。
【図２０】保持部の他の例を示す斜視図である。
【図２１】第３の実施の形態に係る分注装置におけるマイクロピペットの他の例の構成を示す断面図である。
【図２２】第３の実施の形態に係る分注装置におけるマイクロピペットの更に他の例の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１０…基板 ２０…ＤＮＡチップ
３０、３０Ａ〜３０Ｃ…分注装置 ３４…マイクロピペット
５０…基体 ５２…試料注入口
５２ａ…周縁部 ５４…試料吐出口
５６…キャビティ ５８…アクチュエータ部
８０…微小スポット １００…ピン
１１０…凹部（溜め部） １１２…カートリッジ
１３０…フィルム材 １４０…ピッチ可変機構
１４４…溶液供給装置 １５０…ピッチ可変機構
１６０…保持部 １８０…管
１８２…目盛り １８４…突起
１８６…フィルタ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used for the production of a DNA chip (DNA microarray) in which thousands to 10,000 or more different types of DNA fragments are aligned and fixed at high density as microspots on a substrate such as a microscope slide glass. The present invention relates to a pouring device and a method for producing a DNA chip using the dispensing device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, there has been a remarkable progress in gene structure analysis methods, and a large number of gene structures including human genes have been revealed. For analysis of such a gene structure, a DNA chip (DNA microarray) in which thousands to 10,000 or more different kinds of DNA fragments are aligned and fixed as spots on a substrate such as a microscope slide glass has come to be used. It is coming.
[0003]
As a method for forming spots in the manufacture of this DNA chip, there is a method of supplying (driving) a sample solution containing a DNA fragment onto a substrate by a so-called pin, such as a QUILL method, a pin & ring method, or a spring pin method. Regardless of which method is used, it is important to keep the distance between each spot constant by keeping the variation in the capacity and shape of each spot low.
[0004]
On the other hand, there is great expectation for the development of a new method with good spot shape controllability and excellent productivity for higher density.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Here, the QUILL method is a method in which a sample is stored in a recess formed in a pin tip and the sample in the recess is moved onto the substrate by bringing the pin tip into contact with the substrate to form a micro spot. However, there is a problem of durability such as deformation or damage due to contact with the substrate, and a problem that cross contamination is likely to occur due to incomplete cleaning of the sample stored in the recess.
[0006]
In the pin and ring method, after the sample solution in the microplate is reserved by the ring, the sample in the ring is caught by the pin tip so that the solution penetrates the inside of the reserved ring, and a spot is formed on the substrate. However, since the number of samples that can be reserved at one time depends on the number of rings, and the number of samples is conventionally several, in order to form microspots of samples of thousands to tens of thousands of samples. In this case, cleaning and drying steps of several hundred to several thousand times are also required, and therefore, productivity is not necessarily high.
[0007]
In addition, the spring pin method is a method in which the sample attached to the pin tip is moved onto the substrate by pressing the pin tip against the substrate to form a minute spot. The pin and substrate have a double pin structure with a built-in spring. However, it is basically inferior in productivity because it can only be spotted once per reserve.
[0008]
Furthermore, these conventional methods for forming microspots all carry the sample solution on the substrate while being exposed to the atmosphere. This causes problems such as drying of the sample during transportation and the inability to spot, resulting in very expensive samples. There is a problem that the use efficiency of the solution is poor.
[0009]
On the other hand, a method of spotting using a so-called ink jet method that has been put to practical use in printers is also being studied, but forming several thousand to tens of thousands of samples in individual flow paths is a problem in terms of size and cost. In addition, in the inkjet method, it is necessary to fill the sample in advance so that there are no bubbles in the pump before spotting. Therefore, a large amount of purge sample is required, and the use efficiency of the sample is extremely inferior. It was. In general, it is preferable for the liquid to move at high speed in the flow path including the pump chamber, so that the sample is stirred in the flow path. For example, a delicate DNA solution is used as the sample. DNA was sometimes damaged.
[0010]
The present invention has been made in consideration of such problems, and is configured by arranging a large number of micropipettes that enable the formation of microspots with high accuracy and at high speed, and supplying a solution to each micropipette. It is an object of the present invention to provide a dispensing apparatus that can quickly and reliably perform the steps from the solution supply to the substrate supply.
[0011]
Another object of the present invention is to produce a DNA chip that can smoothly perform the steps from the supply of the solution to the supply onto the substrate, and can improve the quality and yield of the DNA chip. It is to provide a method.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, an injection port for injecting a sample solution from the outside, a cavity into which the sample solution is injected and filled, and a discharge port for discharging the sample solution are formed in at least one substrate. A plurality of micropipettes each including a piezoelectric / electrostrictive element provided on at least one wall surface of the substrate forming the cavity and configured to move the sample solution in the cavity, and each micropipette In the dispensing apparatus in which the sample solution is discharged from the discharge port, a pin protruding upward is provided at the injection port of each micropipette.
[0013]
In the present invention, an injection port for injecting a sample solution from the outside, a cavity into which the sample solution is injected and filled, and a discharge port for discharging the sample solution are formed in at least one substrate. A dispensing device comprising a piezoelectric / electrostrictive element on at least one wall surface of the substrate forming the cavity, and a plurality of micropipettes configured to move the sample solution in the cavity In the method of manufacturing a DNA chip in which the sample solution is discharged onto the substrate from the discharge port of each micropipette to manufacture a DNA chip, the dispensing device projects upward into the injection port of each micropipette It is characterized by using a pin provided.
[0014]
As a result, a hole is formed in the solution reservoir portion of the cartridge positioned above the injection port by the pin, and the solution stored in the solution reservoir portion can be introduced into the injection port.
[0015]
That is, a cartridge in which a large number of solution reservoirs are arranged is positioned above the dispensing device, and the cartridge is moved to the dispensing device side. At this time, a hole is made in each solution reservoir by the pin, so that the solution stored in the solution reservoir is introduced into the inlet through the pin. In this way, when the sample solution is injected from the solution reservoir of the cartridge into the dispensing device, it is not necessary to go through a special device, so that the sample solution remains in the special device and the usage efficiency of the sample solution is increased. Will not drop.
[0016]
In this case, when the solution stored in the solution reservoir is introduced into the inlet, gas may be pumped from above each solution reservoir. Thereby, the injection time can be shortened.
[0017]
Further, in the present invention, a hole is formed in the film material coated so as to close the solution reservoir portion of the cartridge positioned above the inlet, and the solution stored in the solution reservoir portion is added to the solution reservoir portion. It can be introduced at the entrance.
[0018]
That is, a film material is coated on a cartridge in which a large number of solution reservoirs are arranged so as to close the solution reservoir, and the cartridge faces the dispensing device above the dispensing device. The cartridge is moved to the dispensing device side. At this time, a hole is made in the portion of the film material corresponding to each solution reservoir portion by the pin, so that the solution stored in the solution reservoir portion passes through the pin and passes through the injection port. Will be introduced.
[0019]
Opening a hole in the film material can be carried out relatively easily by opening a hole in the solution reservoir of the cartridge, thereby simplifying the introduction of the sample solution.
[0020]
Thus, in the dispensing apparatus according to the present invention, the solution can be supplied to each micropipette quickly and reliably, and the process from the solution supply to the supply onto the substrate can be smoothly performed. Can be done.
[0021]
In addition, the said pin refers to the protrusion-shaped part which has the part protruded from the plane, and it is preferable that the front-end | tip is sharp. The arrangement position of each injection port of the micropipette constituting the dispensing device is equal to the arrangement position of the solution reservoir portion of the cartridge, or an integer multiple of the arrangement pitch of the solution reservoir portion, or an arrangement pitch of 1 / integer It is preferable that
[0022]
And the said pin may be provided in the position included in the said inlet on a plane, and may be provided in the periphery of the said inlet. By providing the pin at a position included in the injection port on a plane, the hole into which the sample solution is introduced can be positioned directly above the injection port, and the sample solution can be more reliably introduced. . In particular, if the base of the pin is positioned in the injection port, the sample solution can be reliably guided into the injection port. Further, by providing the pins around the injection port, the pins can be easily formed, and the manufacturing cost of the dispensing device can be reduced.
[0023]
Further, according to the present invention, a holding portion for holding a pipette for injecting a solution from the injection port or a tube for receiving the pipette is provided at the periphery of the injection port of each micropipette constituting the dispensing device. May be.
[0024]
Thereby, when injecting the solution into each micropipette of the dispensing device using the pipette, the pipette or the tube for receiving the pipette is held by the holding portion, so that the solution is surely contained in the micropipette. The solution can be effectively prevented from leaking.
[0025]
In particular, by hydrophilizing at least the inner wall of the pipe for receiving the pipette, the solution discharged from the pipette can be reliably guided to the inlet of the micropipette without introducing bubbles or the like.
[0026]
Further, in the present invention, a graduation for measuring the amount of liquid injected into the pipe is formed in a part of the pipe for receiving the pipette, or a part of the inner wall of the pipe for receiving the pipette, The portion provided with the protrusion and the portion not provided may be formed at the same distance from the injection port.
[0027]
By forming the scale, it is possible to measure and confirm the amount of the injected sample solution and the discharged sample solution on the spot, which is useful for quality control of product manufacturing management, and at the time of injecting and filling the sample solution into the micropipette. This is effective for managing the volume of the replacement liquid and intermediate liquid when using the method of filling the replacement liquid and intermediate liquid in advance, and as a result, the replacement of the replacement liquid and the intermediate liquid into the sample solution is ensured. The concentration variation of the supplied sample solution can be reduced, and the quality of the product is improved.
[0028]
In addition, a part of the inner wall of the pipe for receiving the pipette is formed with a part provided with a protrusion and a part not provided at the same distance from the injection port, whereby the tip of the pipette for introducing the sample solution into the protrusion is provided. It is possible to perform the introduction work so as to be brought into contact with each other, the pipette injection position can be always constant, and variations in the introduction work are reduced.
[0029]
Further, since there are a portion provided with a protrusion and a portion not provided, a passage for gas during injection is ensured, and the introduction operation can be performed without entraining bubbles or the like. Such an effect is not exhibited only when introducing (injecting) a sample solution, a replacement solution, or the like, but pipetting to remove an excessive amount of the sample solution, the replacement solution, or the intermediate solution. It is also effective when performing.
[0030]
In the present invention, an opening having an opening area equal to or smaller than the opening area of the discharge port is provided between the tube for receiving the pipette and the injection port for the purpose of removing foreign substances in the sample solution to be injected. It is preferable that a large number of formed filters are attached. By doing so, it is possible to prevent the foreign matter from entering the micropipette and clogging the discharge port or the like, thereby making it impossible to supply the sample solution.
[0031]
Further, the present invention may have a pitch variable mechanism for changing the arrangement pitch of each micropipette constituting the dispensing device.
[0032]
Thereby, when supplying the solution to the dispensing device, the arrangement pitch of the micropipettes in the dispensing device is set to the pipette of the solution supply means for supplying the solution to the dispensing device or the inlet of each pipette. When the sample solution is supplied from the dispensing device onto the substrate, the arrangement pitch of each micropipette in the dispensing device is different from the arrangement pitch of each pipette in the solution supply means. The pitch can be set and the process from the supply of the solution to the supply onto the substrate can be performed smoothly.
[0033]
That is, in general, the supply (injection or introduction) of the sample solution to the micropipette and the dispensing apparatus is often limited in terms of the dimensions of the solution supply means or the cartridge having the solution reservoir. Alternatively, the arrangement pitch of the inlets must be relatively large. On the other hand, when supplying the sample solution onto the substrate, it is better to reduce the supply pitch in terms of spot density and the number of spots that can be supplied at one time. In many cases, the dispensing device according to the present invention is preferably employed.
[0034]
Further, the present invention uses a solution supply means having a pitch variable mechanism for arranging a large number of pipettes for supplying a solution to the dispensing device and making the arrangement pitch of each pipette variable. When the solution is supplied to the pipette, the arrangement pitch of each pipette is adjusted to the arrangement pitch of the solution reservoir portion of the cartridge in which a large number of solution reservoir portions are arranged, and the solution is supplied from the solution supply means to the dispensing device. In this case, the arrangement pitch of each pipette may be adjusted in accordance with the arrangement pitch of the micropipette in the dispensing device.
[0035]
In this case, the process of supplying the solution stored in each solution reservoir of the cartridge to the dispensing device can be performed smoothly, and the manufacturing time can be shortened effectively.
[0036]
Further, in the present invention, when the dispensing device is used, a cartridge in which a large number of solution reservoirs are arranged is positioned above the dispensing device without providing a pin in the dispensing device, and each solution A hole may be formed in the reservoir portion with a pin from the outside, and the solution stored in the solution reservoir portion may be introduced into the injection port. In this case, each micropipette of the dispensing device can have a simple configuration.
[0037]
Since the sample solution supplied through the injection port can be smoothly guided to the cavity side by hydrophilic treatment of the injection port in the above-described dispensing apparatus, the supply time of the sample solution can be shortened.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of a dispensing apparatus and a DNA chip manufacturing method according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0039]
First, the dispensing apparatus 30A according to the first embodiment is configured by arranging a plurality of micropipettes 34 in a matrix on the upper surface of a rectangular fixed plate 32, as shown in FIG. In the example of FIG. 1, ten micropipettes 34 are arranged in 5 rows and 2 columns.
[0040]
As shown in FIGS. 2 and 3, the micropipette 34 includes a sample injection port 52 formed on the upper surface of the substrate 50 having a substantially rectangular parallelepiped shape, a sample discharge port 54 formed on the lower surface of the substrate 50, A cavity 56 formed between the sample injection port 52 and the sample discharge port 54 and an actuator unit that vibrates the base body 50 (more precisely, a vibration unit 66 described later) or changes the volume of the cavity 56. 58.
[0041]
Therefore, as shown in FIG. 3, the fixing plate 32 is provided with through holes 40 at locations corresponding to the sample discharge ports 54 of the micropipette 34. As a result, the sample solution discharged from the sample discharge port 54 of the micropipette 34 is supplied (including dripping) to the substrate 20 fixed below the fixed plate 32 through the through hole 40.
[0042]
The micropipette 34 has a substantially L-shaped introduction hole 60 having a large opening width from the sample injection port 52 to the inside of the substrate 50. A first communication hole 62 having a small diameter is formed between the introduction hole 60 and the cavity 56, and the sample solution injected from the sample injection port 52 passes through the introduction hole 60 and the first communication hole 62 to form the cavity 56. To be introduced.
[0043]
A second communication hole 64 communicating with the sample discharge port 54 and having a diameter larger than that of the first communication hole 62 is formed at a position different from the first communication hole 62 in the cavity 56. . In the first embodiment, the first communication hole 62 is formed near the sample injection port 52 in the lower surface of the cavity 56, and the first communication hole 62 is similarly formed on the lower surface of the cavity 56 at a position corresponding to the sample discharge port 54. Two communication holes 64 are formed.
[0044]
Furthermore, in the first embodiment, the portion of the base body 50 that is in contact with the upper surface of the cavity 56 is thin, and is structured to be susceptible to vibration against external stress, so that it functions as the vibrating portion 66. It has become. The actuator portion 58 is formed on the upper surface of the vibration portion 66.
[0045]
The substrate 50 is formed by laminating a plurality of zirconia ceramic green sheets (first thin plate layer 50A, first spacer layer 50B, second thin plate layer 50C, second spacer layer 50D, and third thin plate layer 50E). And it is configured to be integrally fired.
[0046]
That is, the base 50 is formed with a window portion that constitutes the sample injection port 52, and a thin first thin plate layer 50 </ b> A that constitutes the vibrating portion 66, a part of the introduction hole 60, and the cavity 56. A plurality of window portions constituting the thick first spacer layer 50B formed with a plurality of window portions, a part of the introduction hole 60, a part of the first communication hole 62 and a part of the second communication hole 64, respectively. And a second thin plate layer 50C formed with a plurality of window portions constituting a part of the introduction hole 60 and a part of the second communication hole 64, respectively. The layer 50D and the thin third thin plate layer 50E in which the window constituting the sample discharge port 54 is formed are laminated and integrally fired.
[0047]
In addition to the vibration part 66, the actuator part 58 includes a lower electrode 70 formed directly on the vibration part 66, and a piezoelectric / electrostrictive element or antiferroelectric material formed on the lower electrode 70. The layer 72 includes an upper electrode 74 formed on the upper surface of the piezoelectric layer 72.
[0048]
As shown in FIG. 2, the lower electrode 70 and the upper electrode 74 are electrically connected to a drive circuit (not shown) through a plurality of pads 76 and 78 formed on the upper surface of the substrate 50.
[0049]
According to the micropipette 34 having the above-described configuration, when an electric field is generated between the upper electrode 74 and the lower electrode 70, the piezoelectric layer 72 is deformed, and accordingly, the vibrating portion 66 is deformed, and the vibrating portion 66 is deformed. The volume of the contacting cavity (pressurizing chamber) 56 is reduced or increased.
[0050]
As the volume of the cavity 56 is reduced, the sample solution filled in the cavity 56 is discharged at a predetermined speed from the sample discharge port 54 communicating with the cavity 56, and the sample solution discharged from the micropipette 34 as shown in FIG. The DNA chip 20 can be fabricated in which the microspots 80 are aligned and fixed on the substrate 10 such as a microscope slide glass. In addition, as the volume of the cavity 56 is increased, a new sample solution is injected into the cavity 56 from the communication hole 62, and is prepared for the next discharge.
[0051]
In this case, since the arrangement pitch of the sample discharge ports 54 in the dispensing apparatus 30A is larger than the arrangement pitch of the micro spots 80 formed on the substrate 10, the sample solution is supplied while shifting the supply position in the dispensing apparatus 30A. It will be.
[0052]
In addition, as a structure in which the volume of the cavity 56 is reduced by driving the actuator portion 58, a so-called ink jet type apparatus structure can be adopted (see Japanese Patent Laid-Open No. 6-40030).
[0053]
The cavity (pressurizing chamber) 56 is formed with a flow path dimension so that the sample solution containing the DNA fragment and the like moves with less disturbance.
[0054]
In other words, the size of the cavity 56 varies depending on the type of sample, the size of the droplet to be created, and the formation density. For example, a DNA fragment of about 1 to 10,000 base pairs at a concentration of 100 μg / μl or less × 1 TE buffer solution When a sample dissolved in (buffer solution) and mixed with an aqueous solution containing an equal amount of polymer is dropped at a pitch of 30 to 500 μmφ at a pitch of 50 to 600 μm, as shown in FIG. The length (L) is preferably 1 to 5 mm, the cavity width (W) is preferably 0.1 to 1 mm, and the cavity depth (D) is preferably 0.1 to 0.5 mm. Moreover, it is preferable that the inner wall of the cavity 56 is smooth so that there is no protrusion that disturbs the flow, and the material is more preferably made of ceramics having good affinity with the sample solution.
[0055]
With this shape, the cavity 56 is used as a part of the flow path from the sample injection port 52 to the sample discharge port 54, and enters the cavity 56 from the sample injection port 52 through the introduction hole 60 and the first communication hole 62. It is possible to guide the sample solution to the sample discharge port 54 without disturbing the flow of the sample solution.
[0056]
As described above, the substrate 50 is an integrally laminated and fired body of zirconia ceramics, or may be an adhesive body of a zirconia ceramic sintered body on which the actuator portion 58 is formed and a metal, a resin film, or the like. . In particular, the thin plate layer 50E in which the sample discharge port 54 is formed is a sheet obtained by processing an organic resin such as a PET film with an excimer laser, or a metal such as a stainless film, in consideration of matching with the processing method. It is preferable that the sheet is punched in
[0057]
The dimensions of the sample discharge port 54 and the first connection hole 62 are optimally designed according to the physical properties of the sample solution to be discharged, the discharge amount, the discharge speed, and the like, but are preferably about 10 to 100 μmφ.
[0058]
In FIG. 5, two first connection holes 62 communicate with one sample injection port 52 and an introduction hole 60 connected thereto, and each first connection hole 62 has a cavity 56 and a second connection. Two channels 65 each having a hole 64 and a sample discharge port 54 formed continuously are formed independently. Actuators 58 (not shown) for wiring and driving independently are formed on the upper surface of each cavity 56. According to the micropipette 34 having such a configuration, the same sample solution can be supplied onto the substrate 10 simultaneously or at different timings.
[0059]
By the way, as shown in FIG. 1, a plurality of pins 38 for positioning and fixing the micropipette 34 are provided on the upper surface of the fixing plate 32. When fixing the micropipette 34 on the fixing plate 32, the micropipette 34 is inserted into the positioning holes 90 (see FIG. 2) provided on both sides of the base 50 of the micropipette 34 while inserting the pins 38 of the fixing plate 32. Is placed on the fixed plate 32, the plurality of micropipettes 34 are automatically positioned in a predetermined arrangement.
[0060]
And in this 1st Embodiment, as shown in FIG.2 and FIG.3, the pin 100 which protrudes upwards from the sample injection port 52 is provided, and is comprised. In the example of FIGS. 2 and 3, the four layers 50 </ b> A to 50 </ b> D excluding the lowermost third thin plate layer 50 </ b> E among the layers 50 </ b> A to 50 </ b> E constituting the base body 50 are directed toward, for example, the central portion of the sample inlet 52. The overhanging portions 50Aa, 50Ba, 50Ca, 50Da are integrally provided, and the pin 100 is fixed to the upper surface of the overhanging portion 50Aa of the upper layer (first thin plate layer 50A) with an adhesive, for example.
[0061]
As other configurations, for example, as shown in FIGS. 7 and 8, a configuration in which the pin 100 is bonded to the bottom of the introduction hole 60 communicating with the sample injection port 52 (first modification), or as shown in FIG. In addition, there is a configuration in which the peripheral portion 52a of the sample injection port 52 is chamfered and the pin 100 is bonded to a part of the peripheral portion 52a (second modified example). The pin 100 may be formed by, for example, integral firing of zirconia ceramics in addition to bonding with an adhesive.
[0062]
The above-described dispensing device 30A is configured by standing a plurality of micropipettes 34 each having a sample injection port 52 and a sample discharge port 54 with the sample discharge port 54 facing downward.
[0063]
That is, each micropipette 34 has the respective sample injection ports 52 on the upper side, the sample discharge ports 54 on the lower side, and the sample discharge ports 54 arranged vertically and horizontally. Different sample solutions are discharged.
[0064]
In the dispensing apparatus 30A having such a configuration, as a method of supplying different types of sample solutions corresponding to the respective sample injection ports 52, for example, as shown in FIG. There is a method of using a cartridge 112 in which concave portions (reservoir portions) 110 are arranged.
[0065]
Specifically, several methods for injecting a sample solution into each micropipette 34 of the dispensing device 30A using the cartridge 112 will be described with reference to FIGS. 1, 3, 8, 9, and 10 to 12. explain.
[0066]
In the first method, first, different types of sample solutions are put in the respective reservoirs 110 of the cartridge 112. Thereafter, as shown in FIG. 1, the cartridge 112 is positioned above the dispensing device 30A with the tip (top) of the reservoir 110 facing downward.
[0067]
Thereafter, the cartridge 112 is moved to the dispensing device 30A side. As shown in FIGS. 3, 8, and 9, when the distance between the cartridge 112 and the dispensing device 30 </ b> A reaches a predetermined distance, the top of the reservoir 110 is provided with the pin 100 provided on each micropipette 34. When the cartridge 112 further contacts and moves downward, the pin 100 pierces the top of the reservoir 110, and as a result, a hole is formed in each reservoir 110.
[0068]
When the hole is opened in the reservoir 110, the sample solution leaks from the gap between the hole and the pin 100 by moving the cartridge 112 slightly upward. The leaked sample solution is introduced into the sample injection port 52 through the pin 100 and guided to the cavity 56 through the introduction hole 60 and the first communication hole 62. In particular, in the example of FIG. 8, since the base portion of the pin 100 exists in the introduction hole 60, the sample solution in each reservoir 110 of the cartridge 112 can be guided to the introduction hole 60 without leakage.
[0069]
In the first method, it is preferable that gas is pumped toward the cartridge 112 from above the cartridge 112 at least after the hole is formed at the top of the reservoir 110. Thereby, the injection time can be shortened.
[0070]
Next, in the second method, first, different types of sample solutions are put in the respective reservoirs 110 of the cartridge 112. Thereafter, as shown in FIG. 10, a thin film material 130 is attached so as to close each reservoir 110 of the cartridge 112. Thereafter, as shown in FIG. 11, the cartridge 112 is positioned above the dispensing device 30A with the tip (top) of the reservoir 110 facing upward. That is, the film material 130 and the dispensing device 30A are opposed to each other.
[0071]
Thereafter, the cartridge 112 is moved to the dispensing device 30A side. As shown in FIG. 12, when the distance between the cartridge 112 and the dispensing device 30A reaches a predetermined distance, the film material 130 comes into contact with the pins 100 provided in each micropipette 34, and the cartridge 112 further moves downward. As a result, the pins 100 are pierced into the film material 130, and as a result, holes are formed in portions of the film material 130 corresponding to the reservoirs 110.
[0072]
When the hole is formed in the film material 130, the sample solution leaks from the gap between the hole and the pin 100 by moving the cartridge 112 slightly upward. The leaked sample solution is introduced into the sample injection port 52 through the pin 100 and guided to the cavity 56 through the introduction hole 60 and the first communication hole 62.
[0073]
In the second method, it is preferable that the cartridge 112 is heated at the stage where a hole is formed at least at the top of the reservoir 110. As a result, the sample solution and gas in each reservoir 110 expand, so that the sample solution is rapidly introduced into the sample injection port 52 from the hole opened in the film material 130. As a result, the sample solution is injected. Time can be shortened.
[0074]
Thus, in the dispensing apparatus 30A according to the first embodiment and the first and second methods described above, the supply of the sample solution to each micropipette 34 can be performed quickly and efficiently, and Thus, the steps from the supply of the sample solution to the supply onto the substrate 10 can be performed smoothly, and the quality of the DNA chip 20 and the yield can be improved.
[0075]
In the first and second methods described above, as shown in FIGS. 3 and 12, a dispensing apparatus having a micropipette 34 in which a pin 100 is fixed on an overhang 50Aa provided in the sample injection port 52. Although the example applied to 30A was shown, in addition, as shown in FIG. 8, the dispensing device 30A having the micropipette 34 provided with the pin 100 at the bottom of the introduction hole 60 and the peripheral edge 52a of the sample injection port 52 are pinned. The same can be applied to the dispensing apparatus 30A having the micropipette 34 provided with 100.
[0076]
In the first and second methods, a mechanism for cleaning the space from the sample inlet 52 to the sample outlet 54 formed in the base 50 of each micropipette 34 may be provided. In this case, it is preferable that thousands of tens of thousands of DNA fragments are discharged as fine spots 80 without contamination and with high purity.
[0077]
Moreover, the base | substrate 50 which comprises the micropipette 34 is formed with ceramics as mentioned above, for example, stabilized zirconia, partially stabilized zirconia, alumina, magnesia, silicon nitride, etc. can be used.
[0078]
Of these, stabilized / partially stabilized zirconia is most preferably employed because of its high mechanical strength, high toughness, and low reactivity with the piezoelectric layer 72 and the electrode material even in a thin plate.
[0079]
When stabilized / partially stabilized zirconia is used as the material for the substrate 50 or the like, an additive such as alumina or titania is contained at least in the portion where the actuator portion 58 is formed (vibrating portion 66). It is preferable.
[0080]
In addition, the piezoelectric layer 72 constituting the actuator unit 58 is made of, for example, lead zirconate, lead titanate, lead magnesium niobate, lead magnesium tantalate, lead nickel niobate, lead zinc niobate, manganese niobate as piezoelectric ceramics. A composite ceramic containing lead, lead antimony stannate, lead manganese tungstate, lead cobalt niobate, barium titanate, or any combination thereof can be used. In the first embodiment, A material mainly composed of components composed of lead zirconate, lead titanate and lead magnesium niobate is preferably used.
[0081]
This is because such a material has a high electromechanical coupling coefficient and a piezoelectric constant, and has low reactivity with the base material during sintering of the piezoelectric layer 72, so that a material having a predetermined composition can be stably formed. Because it is based on what can be done.
[0082]
Furthermore, in the first embodiment, the piezoelectric ceramic includes lanthanum, calcium, strontium, molybdenum, tungsten, barium, niobium, zinc, nickel, manganese, cerium, cadmium, chromium, cobalt, antimony, iron, yttrium, Ceramics to which an oxide such as tantalum, lithium, bismuth, tin, or any combination thereof, or another compound is appropriately added may be used.
[0083]
For example, it is also preferable to use a ceramic containing lead zirconate, lead titanate and lead magnesium niobate as main components and containing lanthanum or strontium.
[0084]
On the other hand, the upper electrode 74 and the lower electrode 70 in the actuator unit 58 are preferably made of a solid and conductive metal at room temperature, for example, aluminum, titanium, chromium, iron, cobalt, nickel, copper Zinc, Niobium, Molybdenum, Ruthenium, Palladium, Rhodium, Silver, Tin, Tantalum, Tungsten, Iridium, Platinum, Gold, Lead, etc. A cermet material in which the same material as the layer 72 and the substrate 50 is dispersed may be used.
[0085]
Then, after each micropipette 34 is filled with different types of sample solutions by the first method or the second method described above, each actuator unit 58 is driven, and the sample discharge port of each micropipette 34 is driven. The sample solution is discharged from 54.
[0086]
Here, of the voltage waveforms applied to the electrodes 70 and 74 of the actuator unit 58, when the actuator unit 58 is turned on to reduce the volume of the cavity 56, a pulsed voltage is applied to the electrodes 70 and 74. Will be applied. In this case, by changing the amplitude (voltage) of the pulse, the amount of change per unit time (rising angle of the voltage waveform), the pulse width, etc., the deformation amount, the deformation speed, etc. of the vibration part 66 change, The discharge amount of the sample solution can be controlled. Further, the number of drops of the sample solution per unit time can be changed by changing the number of pulses generated in a certain period.
[0087]
When a single spot 80 is formed by supplying a plurality of sample solutions, the supply position is usually fixed and the number of times of supply is repeated, but the supply position may be shifted for each supply. For example, as shown in FIGS. 13A and 13B, by appropriately changing the supply position of the sample solution, minute spots 80a formed by a plurality of sample solutions are formed in one spot 80 (indicated by a two-dot chain line) to be formed. These fine spots 80a are combined on the substrate 10 (merging), whereby one spot 80 is formed as shown in FIGS. 14A and 14B. In this case, the diameter of each spot 80 formed on the substrate 10 can be made uniform by controlling the number of times of supply, the supply position, and the amount of supply at one time according to the type of sample solution to be supplied. .
[0088]
In addition, it is preferable to apply a voltage that excites vibration to the actuator unit 58 after the cavity 56 is filled with the sample solution. As a result, the DNA fragments contained in the sample solution filled in the cavity are uniformly dispersed, and the amount of DNA fragments for each supply does not vary.
[0089]
By the way, in the above-mentioned example, the pin 100 is provided in each micropipette 34 of the dispensing device 30A, but in addition, as shown in FIG. A hole may be provided in each reservoir 110 of the cartridge 112 with the pin 100 (third method).
[0090]
That is, as shown in FIG. 15, as the dispensing device 30A, one in which the pin 100 is not provided at the sample injection port 52 of each micropipette 34 is used. As indicated by a two-dot chain line, for example, when each reservoir 110 of the cartridge 112 is in contact with or close to the sample inlet 52 of the micropipette 34, the pin 100 is inserted into the reservoir 110 from above each reservoir 110. Pierce and make a hole in the reservoir 110.
[0091]
When the hole is opened in the reservoir 110, the pin 100 is pulled out, whereby the sample solution is discharged from the hole and introduced into the sample injection port 52, and is introduced into the cavity 56 through the introduction hole 60 and the first communication hole 62. Will be.
[0092]
In the dispensing apparatus 30A according to the first embodiment described above, the arrangement pitch of the micropipettes 34 is substantially the same as the arrangement pitch of the reservoirs 110 of the cartridge 112. In addition, FIG. As in the dispensing device 30B according to the second embodiment in FIG. 16B, the arrangement pitch of the micropipettes 34 may be variable.
[0093]
That is, the dispensing device 30B according to the second embodiment is configured by being provided with a pitch variable mechanism 140 that makes the arrangement pitch of each micropipette 34 variable as shown in FIGS. 16A and 16B. . As the pitch variable mechanism 140, a mechanism mainly including screws, a mechanism mainly including springs, or a combination mechanism thereof can be employed.
[0094]
In particular, when using the dispensing device 30B according to the second embodiment, as shown in FIG. 16A, a solution supply device 144 in which a large number of pipettes 142 are arranged can be used.
[0095]
As the variable setting of the arrangement pitch of each micropipette 34, when the arrangement pitch of each micropipette 34 is minimized by the pitch variable mechanism 140, as shown in FIG. When the arrangement pitch is maximized, for example, as shown in FIG. 16A, it is preferable that the arrangement pitch of the pipettes 142 of the solution supply apparatus 144 is substantially the same. This is because variations in pitch between the micropipettes 34 can be suppressed.
[0096]
When this dispensing device 30B is used, first, as shown in FIG. 16A, the arrangement pitch of each micropipette 34 is maximized by the pitch variable mechanism 140, and the arrangement pitch of each pipette 142 in the solution supply device 144 is set. In this state, the sample solution is supplied from the solution supply device 144 to each micropipette 34 of the dispensing device 30B.
[0097]
When the supply of the sample solution to the dispensing apparatus 30B is completed, the arrangement pitch of the micropipettes 34 is minimized by the pitch variable mechanism 140 as shown in FIG. 16B. Next, the dispensing device 30 </ b> B is transported onto the substrate 10, and then the actuator unit 58 of each micropipette 34 is driven to discharge and supply the sample solution onto the substrate 10, thereby forming a micro spot 80 on the substrate 10. .
[0098]
In the dispensing device 30B and the manufacturing method using the dispensing device 30B according to the second embodiment, the supply of the sample solution from the solution supply device 144 to the dispensing device 30B, and the substrate from the dispensing device 30B. The supply onto the substrate 10 can be performed quickly, efficiently and reliably, the process from the supply of the sample solution to the supply onto the substrate 10 can be performed smoothly, and the DNA chip 20 Quality and yield can be improved.
[0099]
In the second embodiment described above, the variable pitch mechanism 140 is provided in the dispensing device 30B. In addition, as shown in FIGS. 17A and 17B, the variable pitch mechanism 150 is provided in the solution supply device 144. You may do it. The pitch variable mechanism 150 has a mechanism for changing the arrangement pitch of the pipettes 142 constituting the solution supply apparatus 144. As the pitch variable mechanism 150, a mechanism mainly including a screw, a mechanism mainly including a spring, or a combination mechanism thereof may be employed.
[0100]
In this case, as the dispensing device 30, as shown in FIG. 17B, an arrangement pitch of each micropipette fixed to an optimum pitch for supplying the sample solution onto the substrate 10 can be used. .
[0101]
As the variable setting of the arrangement pitch of each pipette 142 in the solution supply device 144, when the arrangement pitch of each pipette 142 is minimized by the pitch variable mechanism 150, for example, as shown in FIG. When the arrangement pitch of the pipettes 142 is maximized, for example, as shown in FIG. 17A, the arrangement pitch of the reservoirs 110 of the cartridge 112 is substantially the same. It is preferable. This is because variations in pitch between the pipettes 142 in the solution supply apparatus 144 can be suppressed.
[0102]
When this solution supply device 144 is used, first, as shown in FIG. 17A, the arrangement pitch of the pipettes 142 is maximized by the pitch variable mechanism 150 so as to be substantially equal to the arrangement pitch of the reservoirs 110 in the cartridge 112. In this state, the sample solution stored in the reservoir 110 of the cartridge 112 is sucked into the solution supply device 144 via each pipette 142 in this state.
[0103]
When the supply of the sample solution to the solution supply device 144 is completed, as shown in FIG. 17B, the arrangement pitch of the pipettes 142 is minimized by the pitch variable mechanism 150 and the arrangement of the micropipettes 34 in the dispensing device 30 is set. In this state, the sample solution is supplied from the solution supply device 144 to each micropipette 34 of the dispensing device 30.
[0104]
When the supply of the sample solution to the dispensing device 30 is completed, as shown in FIG. 17C, the dispensing device 30 is transported onto the substrate 10, and then the actuator unit 58 of each micropipette 34 is driven, The sample solution is discharged and supplied onto the substrate 10 to form a micro spot 80 on the substrate 10.
[0105]
Thus, in the manufacturing method using the solution supply device 144 having the pitch variable mechanism 150, the sample solution is supplied from the cartridge 112 to the solution supply device 144, and the sample solution is supplied from the solution supply device 144 to the dispensing device 30. The supply and the supply from the dispensing device 30 onto the substrate 10 can be performed quickly, efficiently and reliably, and the process from the supply of the sample solution to the supply onto the substrate 10 is smoothly performed. The quality of the DNA chip 20 and the yield can be improved.
[0106]
Next, a dispensing device 30C according to a third embodiment will be described with reference to FIGS.
[0107]
As shown in FIG. 18, the dispensing device 30C according to the third embodiment is applied particularly to the dispensing device 30B according to the second embodiment and the dispensing device 30 of FIG. 17B. Thus, a holding portion 160 for holding each pipette 142 of the solution supply device 144 is provided at the peripheral edge portion of the sample injection port 52 of each micropipette 34. The holding unit 160 includes, for example, an O-ring 162 provided at the peripheral edge of the sample injection port 52 and a fixing unit 164 that fixes the O-ring 162.
[0108]
For example, as shown in FIG. 19, the fixing portion 164 is integrally formed with a side wall 166 formed in a ring shape and an upper wall 170 formed with a circular hole 168 for preventing the O-ring 162 from being detached upward. Has been configured. The fixing portion 164 may be formed integrally with the base body 50, or may be formed separately from the base body 50 and fixed onto the base body 50 with an adhesive or the like. In FIG. 18, the example fixed with the adhesive agent is shown.
[0109]
As another example of the fixing portion 164, for example, as shown in FIG. 20, a plurality of L-shaped holding pieces 172 whose upper portions are bent toward the axis m of the sample inlet 52 (four in the example of FIG. 20). ) And may be configured.
[0110]
When the sample solution is used for each micropipette 34 of the dispensing device 30C according to the third embodiment using the solution supply device 144, as shown in FIG. This is done by inserting the tip of each pipette 142 into the O-ring 162 in the holding section 160 of the corresponding micropipette 34.
[0111]
As another example of the supply of the sample solution, as shown in FIG. 21, for example, the pipe 180 into which each pipette 142 of the solution supply apparatus 144 can be inserted is held by the holding unit 160, and the sample solution is supplied to the micropipette 34. You may make it do. As this pipe | tube 180, what was set so that a diameter may become large gradually toward upper direction, and the diameter of a lower end part was set to be substantially the same as the internal diameter of the O-ring 162 can be used.
[0112]
When this pipe 180 is used, it is preferable that the tip of the pipette 142 is made close to the inner wall of the pipe 180, because there is no inconvenience such as the sample solution discharged from the pipette 142 hitting the inner wall of the pipe 180 and scattering.
[0113]
In the dispensing device 30C according to the third embodiment, when the sample solution is injected into each micropipette 34 of the dispensing device 30C using the pipette 142, the pipette 142 or the tube 180 is attached to the holding unit 160. Therefore, the sample solution can be reliably injected into the micropipette 34, and solution leakage and the like can be effectively prevented.
[0114]
In particular, it is preferable to hydrophilize at least the inner wall of the tube 180 because the sample solution discharged from the pipette 142 can be reliably guided to the sample inlet 52 of the micropipette 34.
[0115]
As still another example of the supply of the sample solution, for example, as shown in FIG. 22, the amount of liquid injected into the pipe 180 is inserted into a part of the pipe 180 for receiving each pipette 142 of the solution supply apparatus 144. A scale 182 to be measured is formed, and further, a portion provided with a protrusion 184 for contacting a part of each pipette 142 on a part of the inner wall of the tube 180 and a part not provided are located at the same distance from the sample inlet 52. You may make it form in.
[0116]
In FIG. 22, a large number of openings having an opening area equal to or smaller than the opening area of the sample discharge port 54 are formed between the tube 180 and the sample injection port 52 in order to remove foreign substances in the sample solution to be injected. The filtered filter 186 is attached with its periphery held by the holding portion 160, the base body 50, and the adhesive 188.
[0117]
Here, the holding part 160 is entirely composed of an elastic body such as rubber, and the pipe 180 is airtightly held only by the holding part. The scale 182 allows the amount of the sample solution to be injected to be confirmed on the spot, and by injecting each pipette 142 in contact with the projection 184, the injection position is always constant, and variations in the injection operation are reduced. In addition, the portion where the projection 184 is not formed constitutes a path for releasing the gas at the time of injection, so that the sample solution can be reliably injected without entraining bubbles.
[0118]
Further, the filter 186 can block the entry of foreign matter into the micropipette 34, thereby avoiding ejection failure due to the clogging of foreign matter. The size (diameter) of the opening portion of the filter 186 is preferably equal to or smaller than the size (diameter) of the discharge port. However, if the opening is too small, it is difficult to inject the sample solution. Therefore, the opening is more preferably about 70% of the opening diameter of the discharge port.
[0119]
Thus, by manufacturing the DNA chip 20 using the dispensing devices 30A to 30C according to the first to third embodiments and the solution supply device 144 shown in FIG. The process up to the supply onto the substrate 10 can be performed smoothly, so that the quality of the DNA chip 20 and the yield can be improved.
[0120]
In particular, in each of the dispensing devices 30A to 30C according to the first to third embodiments and the dispensing device 30 shown in FIG. 17B, each sample inlet 52 is subjected to a hydrophilic treatment so that the sample inlet 52 passes through the sample inlet 52. Since the supplied sample solution can be smoothly guided to the cavity 56 side, the supply time of the sample solution can be shortened.
[0121]
In addition, the dispensing device and the method for manufacturing the DNA chip according to the present invention are not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
[0122]
【The invention's effect】
As described above, according to the dispensing apparatus and the method for producing a DNA chip according to the present invention, the solution can be supplied to each micropipette quickly, efficiently, and reliably. The process from the supply to the supply onto the substrate can be performed smoothly.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 shows a configuration of a dispensing apparatus according to a first embodiment together with a cartridge, and is a perspective view for explaining a first method for producing a DNA chip using the dispensing apparatus.
FIG. 2 is a plan view showing a configuration of a micropipette constituting the dispensing device according to the first embodiment.
3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
FIG. 4 is a perspective view showing the shape of a flow path including a cavity formed in a base of a micropipette.
FIG. 5 is a perspective view showing another shape of the flow path including the cavity formed in the base of the micropipette.
FIG. 6 is a perspective view showing a manufactured DNA chip.
FIG. 7 is a plan view showing a configuration of a micropipette according to a first modification.
8 is a cross-sectional view taken along line VII-VII in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a micropipette according to a second modification.
FIG. 10 is a view for explaining a second method of manufacturing a DNA chip using a dispensing apparatus, and shows a state in which a film material is stuck so as to close each reservoir of the cartridge. FIG.
FIG. 11 is an explanatory view showing a state where a cartridge with a film material attached is conveyed onto a dispensing device.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a state in which a hole is made in a film material with a micropipette.
FIG. 13A is a cross-sectional view showing a process in which a sample solution is supplied onto a substrate and a large number of minute spots are formed in one spot to be formed, and FIG. 13B is a plan view thereof. is there.
FIG. 14A is a cross-sectional view showing a state in which a single spot is formed by combining a number of minute spots on a substrate, and FIG. 14B is a plan view thereof.
FIG. 15 is an explanatory view showing a third method of manufacturing a DNA chip using a dispensing apparatus.
FIG. 16A is an explanatory view showing a state in which a sample solution is supplied from the solution supply device to the dispensing device according to the second embodiment, and FIG. 16B is a dispensing device according to the second embodiment. It is explanatory drawing which shows the state which supplies a sample solution on a board | substrate from.
FIG. 17A is an explanatory view showing a state in which the sample solution is supplied from each reservoir of the cartridge to the solution supply device, and FIG. 17B is an explanatory view showing a state in which the sample solution is supplied from the solution supply device to the dispensing device. FIG. 17C is an explanatory view showing a state in which the sample solution is supplied from the dispensing device onto the substrate.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a configuration of a micropipette in a dispensing device according to a third embodiment.
FIG. 19 is a perspective view illustrating an example of a holding unit.
FIG. 20 is a perspective view showing another example of a holding unit.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the configuration of another example of the micropipette in the dispensing device according to the third embodiment.
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a configuration of still another example of the micropipette in the dispensing device according to the third embodiment.
[Explanation of symbols]
10 ... Substrate 20 ... DNA chip
30, 30A-30C ... dispensing device 34 ... micropipette
50 ... Base 52 ... Sample injection port
52a ... peripheral edge 54 ... sample outlet
56 ... Cavity 58 ... Actuator part
80 ... Small spot 100 ... Pin
110: Recess (reservoir) 112 ... Cartridge
130 ... Film material 140 ... Pitch variable mechanism
144 ... Solution supply device 150 ... Pitch variable mechanism
160 ... holding part 180 ... pipe
182 ... Scale 184 ... Protrusions
186 ... Filter

Claims (10)

少なくとも１個以上の基体に、外部から試料溶液を注入するための注入口と、前記試料溶液が注入・充填されるキャビティと、前記試料溶液を吐出する吐出口とが形成され、前記キャビティを形成する前記基体の少なくとも一壁面に圧電／電歪素子を備え、前記キャビティ内において前記試料溶液が移動するように構成されたマイクロピペットが複数配列されて構成され、かつ、各マイクロピペットの吐出口から前記試料溶液が吐出される分注装置において、
各マイクロピペットの注入口に上方に突出するピンが設けられていることを特徴とする分注装置。An injection port for injecting a sample solution from the outside into at least one substrate, a cavity into which the sample solution is injected and filled, and a discharge port for discharging the sample solution are formed to form the cavity. A piezoelectric / electrostrictive element is provided on at least one wall surface of the substrate, and a plurality of micropipettes configured to move the sample solution in the cavity are arranged, and from the discharge port of each micropipette In a dispensing apparatus for discharging the sample solution,
A dispensing device characterized in that a pin projecting upward is provided at an injection port of each micropipette. 請求項１記載の分注装置において、
前記ピンは、平面上、注入口に含まれる位置に設けられていることを特徴とする分注装置。The dispensing device according to claim 1,
The said pin is provided in the position included in the injection port on a plane, The dispensing apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１記載の分注装置において、
前記ピンは、注入口の周縁に設けられていることを特徴とする分注装置。The dispensing device according to claim 1,
The said pin is provided in the periphery of the injection inlet, The dispensing apparatus characterized by the above-mentioned. 請求項１記載の分注装置において、
前記ピンは、前記注入口の上方に位置決めされるカートリッジの溶液溜め部に孔を開けて、前記溶液溜め部に溜められていた溶液を前記注入口に導入するためのものであることを特徴とする分注装置。The dispensing device according to claim 1,
The pin is for opening a hole in a solution reservoir of a cartridge positioned above the inlet and introducing the solution stored in the solution reservoir into the inlet. Dispensing device to do. 請求項１記載の分注装置において、
前記ピンは、前記注入口の上方に位置決めされるカートリッジの溶液溜め部を閉塞するように被覆されたフィルム材に孔を開けて、前記溶液溜め部に溜められていた溶液を前記注入口に導入するためのものであることを特徴とする分注装置。The dispensing device according to claim 1,
The pin opens a hole in the film material coated so as to close the solution reservoir of the cartridge positioned above the inlet, and introduces the solution stored in the solution reservoir into the inlet. Dispensing device characterized in that it is intended to do. 少なくとも１個以上の基体に、外部から前記試料溶液を注入するための注入口と、前記試料溶液が注入・充填されるキャビティと、前記試料溶液を吐出する吐出口とが形成され、前記キャビティを形成する前記基体の少なくとも一壁面に圧電／電歪素子を備え、前記キャビティ内において前記試料溶液が移動するように構成されたマイクロピペットが複数配列されて構成された分注装置を使用し、各マイクロピペットの吐出口から前記試料溶液を基板上に吐出してＤＮＡチップを製造するＤＮＡチップの製造方法において、
前記分注装置の上方に、溶液溜め部が多数配列されたカートリッジを位置させ、各溶液溜め部にピンで孔を開けて、前記溶液溜め部に溜められていた溶液を前記注入口に導入することを特徴とするＤＮＡチップの製造方法。An inlet for injecting the sample solution from the outside, a cavity for injecting and filling the sample solution, and an outlet for discharging the sample solution are formed in at least one substrate. Using a dispensing device comprising a piezoelectric / electrostrictive element on at least one wall surface of the substrate to be formed, and a plurality of micropipettes configured to move the sample solution in the cavity, In a DNA chip manufacturing method of manufacturing a DNA chip by discharging the sample solution onto a substrate from a discharge port of a micropipette,
A cartridge in which a large number of solution reservoirs are arranged is positioned above the dispensing device, and a hole is made in each solution reservoir with a pin, and the solution stored in the solution reservoir is introduced into the inlet. A method for producing a DNA chip, comprising: 少なくとも１個以上の基体に、外部から前記試料溶液を注入するための注入口と、前記試料溶液が注入・充填されるキャビティと、前記試料溶液を吐出する吐出口とが形成され、前記キャビティを形成する前記基体の少なくとも一壁面に圧電／電歪素子を備え、前記キャビティ内において前記試料溶液が移動するように構成されたマイクロピペットが複数配列されて構成された分注装置を使用し、各マイクロピペットの吐出口から前記試料溶液を基板上に吐出してＤＮＡチップを製造するＤＮＡチップの製造方法において、
前記分注装置として、各マイクロピペットの注入口に上方に突出するピンが設けられたものを使用することを特徴とするＤＮＡチップの製造方法。An inlet for injecting the sample solution from the outside, a cavity for injecting and filling the sample solution, and an outlet for discharging the sample solution are formed in at least one substrate. Using a dispensing device comprising a piezoelectric / electrostrictive element on at least one wall surface of the substrate to be formed, and a plurality of micropipettes configured to move the sample solution in the cavity, In a DNA chip manufacturing method of manufacturing a DNA chip by discharging the sample solution onto a substrate from a discharge port of a micropipette,
A method for producing a DNA chip, wherein the dispensing device is one in which a pin protruding upward is provided at an injection port of each micropipette. 請求項７記載のＤＮＡチップの製造方法において、
前記分注装置の上方に、溶液溜め部が多数配列されたカートリッジを位置させ、
前記カートリッジを分注装置側に移動させて、各溶液溜め部に前記ピンにより孔を開けて、前記溶液溜め部に溜められていた溶液を前記注入口に導入することを特徴とするＤＮＡチップの製造方法。The method for producing a DNA chip according to claim 7 ,
Above the dispensing device is positioned a cartridge in which a number of solution reservoirs are arranged,
The cartridge is moved to the dispensing device side, a hole is made in each solution reservoir by the pin, and the solution stored in the solution reservoir is introduced into the injection port. Production method. 請求項８記載のＤＮＡチップの製造方法において、
前記溶液溜め部に溜められていた溶液を前記注入口に導入する際に、各溶液溜め部の上方から気体を圧送することを特徴とするＤＮＡチップの製造方法。The method for producing a DNA chip according to claim 8 ,
A method for producing a DNA chip, characterized in that when a solution stored in the solution reservoir is introduced into the inlet, gas is pumped from above each solution reservoir. 請求項７記載のＤＮＡチップの製造方法において、
溶液溜め部が多数配列されたカートリッジに対し、前記溶液溜め部を閉塞するようにフィルム材を被覆し、
前記分注装置の上方に前記カートリッジを前記フィルム材が前記分注装置に対向するように位置させ、
前記カートリッジを分注装置側に移動させて、前記フィルム材のうち、各溶液溜め部に対応する部分に前記ピンにより孔を開けて、前記溶液溜め部に溜められていた溶液を前記注入口に導入することを特徴とするＤＮＡチップの製造方法。The method for producing a DNA chip according to claim 7 ,
For a cartridge in which a large number of solution reservoirs are arranged, a film material is coated so as to close the solution reservoir,
Position the cartridge above the dispensing device so that the film material faces the dispensing device,
The cartridge is moved to the dispensing device side, and a hole is made in the film material corresponding to each solution reservoir by the pin, and the solution stored in the solution reservoir is introduced into the inlet. A method for producing a DNA chip, comprising introducing the DNA chip.
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