生物芯片制造装置

申请号 CN200510098384.6 申请日 2005-09-09 公开(公告)号 CN1746674A 公开(公告)日 2006-03-15
申请人 横河电机株式会社; 发明人 田名纲健雄; 佐藤纱绫;
摘要 一种在 基板 上形成 生物 高分子阵列的生物芯片制造装置,其具有:将基板上、下、左、右移动的基板移动单元;以及被固定放置的多个溶液供给单元,其中储存含有生物高分子的溶液,该溶液供给单元将溶液附着在基板上。当溶液供给单元将溶液附着在基板的预定 位置 上时,基板移动单元将基板移动到预 定位 置。
权利要求

1.一种生物芯片制造装置,用于在基板上形成生物高分子阵列, 所述生物芯片制造装置包括:
将基板上、下、左、右移动的基板移动单元;以及
被固定放置的多个溶液供给单元,其中储存含有生物高分子的 溶液,所述多个溶液供给单元将所述溶液附着在基板上。
2.如权利要求1所述的生物芯片制造装置,
其中,当溶液供给单元将溶液附着在基板的预定位置上时,基 板移动单元将基板移动到预定位置。
3.如权利要求1所述的生物芯片制造装置,
其中,基板移动单元具有放置基板的载物台,所述载物台能够 上、下、左、右移动。
4.如权利要求1所述的生物芯片制造装置,
其中,各个溶液供给单元分别储存含有不同种类的生物高分子 的溶液。
5.如权利要求1所述的生物芯片制造装置,
其中,基板位于各个溶液供给单元的上侧或下侧。
6.如权利要求1所述的生物芯片制造装置,
其中,各个溶液供给单元具有注射器或能够利用毛细现象供给 溶液的针。
7.如权利要求1所述的生物芯片制造装置,
其中,各个溶液供给单元在一点或多点将溶液附着在基板上。
8.如权利要求7所述的生物芯片制造装置,
其中,基板上多点的间距不大于1mm。
9.如权利要求1所述的生物芯片制造装置,
其中,溶液供给单元通过机械接触方式、喷墨方式或静电吸附 方式将溶液附着在基板上。
10.一种生物芯片制造装置,
其中,将通过如权利要求1所述的另一个生物芯片制造装置而 附着在基板上的溶液转印到另一个基板上,以形成生物高分子阵列。

说明书全文

技术领域

发明涉及一种用于制造生物芯片的生物芯片制造装置。

背景技术

已经出现了一种以高密度固定诸如DNA、蛋白质等生物高分子的 生物芯片。例如,这种类型的生物芯片这样形成,使得几十到数万种 不同种类的生物高分子排列在基板上。
作为通过在基板上排列生物高分子来制造生物芯片的方法的相 关技术,参照JP-A-2002-243736。
图8是用于实现JP-A-2002-243736中所述的生物芯片制造方法 的分配装置的部分示意图。分配装置1包括具有细长的开放式毛细管 通道4的试剂分配器2。毛细管通道4由一对细长的部件2a和2b构 成。部件2a和2b彼此靠近,这样使得毛细管通道4逐渐变细直至收 敛于通道4下端的尖端,也就是说,直至收敛于通道4的尖端区域3。 尖端区域3中储存有一定量的试剂溶液5。
试剂分配器2连接到连接部件8,这样,随着螺线管6的螺线管 活塞7的上/下运动,试剂分配器2也能够上下移动。螺线管6连接 到机械臂9,从而能够将分配装置1作为一个整体通过机械臂9而适 当地上、下、左、右移动到预定位置
如图9所示,分配装置1固定到分配装置机架上。当分配装置1 靠近或远离分配位置时,分配装置1的尖端轻触支持体210的表面, 这样使得试剂分配器2尖端处的溶液能够得以分配。下文将详细说 明。
分配装置1通过蜗杆80在X轴(平)方向上移动。蜗杆80 由步进电机82驱动而旋转,步进电机82由控制单元77控制。步进 电机82固定到蜗杆80一端的套筒86上。蜗杆80的另一端由套筒 84可旋转地支撑
套筒86装配在固定杆88上,该固定杆88安装在一对机架挡杆 90和92之间,而另一个套筒84装配在蜗杆94上,该蜗杆94可旋 转地安装在一对机架挡杆96和98之间。蜗杆94由步进电机99驱动 而旋转,该步进电机99由控制单元77控制。以这种方式控制蜗杆 80和94的旋转,以便将蜗杆80作为一个整体在Y轴(垂直)方向 上移动。
根据这种结构,分配装置1的位置可以被确定为X轴和Y轴方 向上的任意位置,从而能够将分配装置1中的溶液点样在支持体(例 如,生物芯片)210的表面上。
然而,上述方法存在以下问题。
尽管为了提高点样操作的速度最好是要求减小试剂分配器2的 重量,但是,如果实现了试剂分配器2重量的减小,那么需要单独设 置储存试剂溶液的溶液储存器以便试剂分配器2能够到达作为供给 基地的溶液储存器。这种情况下,操作和结构都变得复杂,因此会花 费很长时间,并且试剂分配器2会很容易变干。因而出现由于点样量 不均匀而产生不均匀位点的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种生物芯片制造装置,其中,溶液能够 被直接供给到用于点样的点样钉(下文简称为“点样钉”),以同时 获得速度的提高、结构的简化以及各个位点上点样量的均匀度。
本发明提供了一种用于在基板上形成生物高分子阵列的生物芯 片制造装置,该装置具有:上、下、左、右移动基板的基板移动单元; 以及被固定放置的多个溶液供给单元,其中储存含有生物高分子的溶 液,该溶液供给单元将溶液附着在基板上。
在该生物芯片制造装置中,当溶液供给单元将溶液附着在基板 的预定位置上时,基板移动单元将基板移动到预定位置。
根据这种结构,当移动基板而不移动溶液供给单元时,能够在 基板上形成生物高分子阵列。提高基板的移动速度是很容易的。根据 该生物芯片制造装置,因而也能够容易地提高点样操作的速度。用于 供给溶液的结构简单、操作容易。此外,在点样的时候,能够很容易 地将适量的溶液附着在基板上。结果,能够容易地形成均匀的位点。
在该生物芯片制造装置中,基板移动单元具有在其上放置基板 的载物台,该载物台能够上、下、左、右移动。
在该生物芯片制造装置中,各个溶液供给单元分别储存含有不 同种类生物高分子的溶液。
在该生物芯片制造装置中,基板位于各个溶液供给单元的上侧 或下侧。
在该生物芯片制造装置中,各个溶液供给单元具有注射器或能 够利用毛细现象供给溶液的针。
在该生物芯片制造装置中,各个溶液供给单元在一点或多点将 溶液附着在基板上。
在该生物芯片制造装置中,基板上多点的间距不大于1mm。
在该生物芯片制造装置中,溶液供给单元通过机械接触方式、 喷墨方式或静电吸附方式将溶液附着在基板上。
本发明还提供了一种生物芯片制造装置,其中,将通过上面提 到的另一个生物芯片制造装置而附着在基板上的溶液转印到另一个 基板上,以形成生物高分子阵列。
根据该生物芯片制造装置,能够获得如下优点。
(1)当只将基板移动到预定位置而固定各个溶液供给装置时, 能够将溶液供给装置中的溶液点样在基板的表面上。此时,生物芯片 制造装置能够以比现有技术中生物芯片制造装置更高的速度进行点 样操作。
(2)由于在溶液供给单元中没有移动机构,所以该生物芯片制 造装置在结构上比现有技术的生物芯片制造装置简单。
(3)由于这样形成各个溶液供给装置使得总是能够将适量的溶 液供给到基板上,因此点样的溶液量均匀,从而能够容易地形成均匀 的位点。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的生物芯片制造装置主要部分的结 构图;
图2示出了由图1所示生物芯片制造装置进行的点样实例图;
图3是本发明另一个实施方式主要部分的结构图;
图4是本发明另一个实施方式的溶液供给装置主要部分的结构 图;
图5A和5B是本发明又一个实施方式主要部分的结构图;
图6A和6B是本发明又一个实施方式主要部分的结构图;
图7是本发明又一个实施方式主要部分的结构图;
图8是用于实现背景技术的生物芯片制造方法的分配装置实例 的结构图;以及
图9示出了安装有图8所示分配装置的部分的结构图。

具体实施方式

下文将参考附图详细描述本发明的实施方式。图1是作为本发 明一个实施方式的生物芯片制造装置主要部分的结构图。如图1所 示,本实施方式的生物芯片制造装置具有溶液供给装置10、20和30, 载物台100,以及基板110。
溶液供给装置10具有溶液供给部分11和点样钉12。溶液供给 部分11这样形成,使得含有生物高分子的溶液能够储存在溶液供给 部分11中并能够供给到点样钉12。点样钉12的形状象针,并且具 有这样的结构,即,点样钉12的底座部分连接到溶液供给部分11 上,这样使得溶液供给部分11中的溶液能够被引到点样钉12的尖端 部分。
其他溶液供给装置20和30中的每一个都具有与溶液供给装置 10相同的结构。这些溶液供给装置通过支撑部件(未图示)连接固 定,这些溶液供给装置以固定的间隔排列。
载物台100的形状象平板,这样使得载物台100能够作为一个 整体通过公知的移动机构被上、下、左、右移动。基板110可拆卸地 固定在载物台100上。
根据这样的结构,当只上、下、左、右适当地移动载物台100 而固定溶液供给装置10时,能够分别将已引到点样钉12、22以及 32(以点样钉12为代表)尖端部分的溶液点样到基板110上的期望 位置。
如图1所示,现在假设:将溶液供给装置10充满A种溶液(下 文称为“溶液A”),将溶液供给装置20充满B种溶液(下文称为 “溶液B”),将溶液供给装置30充满C种溶液(下文称为“溶液 C”)  。
(1)将载物台100移动到预定位置,这样使得基板110上将要 附着溶液A的地方刚好位于点样钉12的下方。然后,载物台100向 上移动,以便在基板110紧靠点样钉12尖端部分的情况下将溶液A 点样在基板110的表面上。另外,可以适当地改变载物台100的移动 速度,这样使得载物台100能够迅速靠近或远离点样钉12,尤其是 在点样时刻。
点样后,载物台100向下移动到预定位置,以便能够将基板110 充分远离点样钉12。
(2)然后,载物台100以与上述相同的方式移动到预定位置, 以便将溶液B点样在基板110的预定位置上。
(3)然后,载物台100以与上述相同的操作移动到预定位置, 以便将溶液C点样在基板110的预定位置上。
照这样,如图2所示,可以设置由附着在一个基板110上的溶 液A、B和C所形成的生物高分子阵列。
如上所述,依照本实施方式,与背景技术中的生物芯片制造装 置(其中,试剂分配器为了点样而上、下、左、右移动)相比,结构 更简单、操作更快速。此外,能够形成点样均匀度(位点的均匀性) 良好的生物高分子阵列。
特别地,用于临床检查的生物芯片基板大约具有100个位点, 而用于研究的生物芯片基板具有几万个位点。因此,通过本发明的生 物芯片制造装置的生物芯片的制造事实上是非常有用的。
本发明不只局限于上述实施方式,只要不脱离本发明的实质, 还可以包括各种变化和改进。
例如,溶液供给装置的数量不只限于上述实施方式中所述的三 个,而是,如果需要,可以有所变化。
尽管本实施方式已经通过举例的方式描述了将一个基板110置 于载物台100上的情况,但是本发明也可以应用于这种情况:即,象 传送带一样将多个基板110同时排列在载物台100上,并且为了进行 点样而适当地移动载物台100。后者的方法非常适合于大规模生产。
如图3所示,可以根据本实施方式将基板110和溶液供给装置 10、20以及30倒置。例如,各个溶液供给装置10、20以及30可以 使用注射器。另外,可以使用如图4所示的其中形成有毛细管122的 针121,针121的下端部分浸在容器111内的溶液中,从而将溶液通过 毛细管122吸到针的上端。
如图5A所示,在每个溶液供给装置中可以设置多个点样钉12a、 12b、12c以及12d,从而可以在基板110上同时进行多个点样。图 5B是示出了点样结果的图。图5B中,符号○表示由溶液供给装置10a 进行的溶液A的点样,符号△表示由溶液供给装置20a进行的溶液B 的点样,符号□表示由溶液供给装置30a进行的溶液C的点样。从图 5B中可见,当点样钉的间隔(间距)变宽时,点样操作变得容易。
图6A和6B图示出另一种附着溶液的方法。图6A和6B中,参 考标号40表示植入有多个点样钉41的多钉植入体;参考标号50表 示具有多个溶液储存部分51的溶液供给部分,多个溶液储存部分51 以与点样钉41的植入间距相同的间距而被设置。该多钉植入体40 这样形成,使得多钉植入体40能够相对于溶液供给部分50和基板 110而上、下、左、右移动。
在这种结构中,例如,通过图1所示的方法事先将溶液注入溶 液储存部分51中。如图6A所示,多钉植入体40向下移动,以便将 所有点样钉41的尖端部分分别浸入各个溶液储存部分51中。照这样, 溶液被分别附着在点样钉41上。接着,多钉植入体40向上移动并横 向移动到基板110的正上方。然后,多钉植入体40向下移动,以便 将点样钉41的尖端紧靠在固定的基板110上。照这样,将溶液附着 在基板110的表面上。将溶液附着在基板110上后,多钉植入体40 向上移动。这种情况下,例如,通过使用图1所示的方法,甚至能够 容易地得到大约为1mm的窄间距P。
图7示出了又一种附着溶液的方法。在溶液供给装置60中设置 有多个山形凸起61。如图7所示,在凸起61中分别形成溶液储存部 分62。溶液储存部分62这样形成,使得溶液储存部分62中的溶液 通过毛细现象等被分别吸到凸起61的尖端。
凸起61的高度都相等,这样使得当溶液供给部分60向上移动 时,所有凸起61的尖端都紧靠在基板110的下表面。照这样,能够 将溶液同时点样在基板110的多个位置上。
至于附着溶液的方法,喷墨式或静电吸附式的附着方法都可以 用来替代前述的机械接触式附着方法。
在前述方式中,已点样在基板上的生物高分子溶液可以被转印 到另一个基板上,以产生新的生物高分子阵列。
申请基于2004年9月10日提出的申请号为2004-263218的 日本在先专利申请,并要求该申请的优先权,其全部内容以引用的方 式并入本文。
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