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JP7652068B2 - Analytical chip manufacturing apparatus, analytical chip manufacturing apparatus operation method, and analytical chip manufacturing method - Google Patents

Analytical chip manufacturing apparatus, analytical chip manufacturing apparatus operation method, and analytical chip manufacturing method Download PDF

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JP7652068B2 JP2021518972A JP2021518972A JP7652068B2 JP 7652068 B2 JP7652068 B2 JP 7652068B2 JP 2021518972 A JP2021518972 A JP 2021518972A JP 2021518972 A JP2021518972 A JP 2021518972A JP 7652068 B2 JP7652068 B2 JP 7652068B2
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Description

本発明は、分析チップの製造装置、分析チップの製造装置の作動方法及び分析チップの製造方法に関する。 The present invention relates to an analytical chip manufacturing apparatus, an operating method of an analytical chip manufacturing apparatus, and a manufacturing method of an analytical chip.

各種生物の遺伝情報解析の研究が始められている。ヒト遺伝子をはじめとして、多数の遺伝子とその塩基配列、また遺伝子配列にコードされる蛋白質及びこれら蛋白質から二次的に作られる糖鎖に関する情報が急速に明らかにされつつある。配列が明らかにされた遺伝子、蛋白質、糖鎖などの高分子体の機能は、各種の方法で調べることができる。主なものとして、核酸は、ノーザンブロッティング、あるいはサザンブロッティングのような、各種の核酸/核酸間の相補性を利用して、各種遺伝子とその生体機能発現との関係を調べることができる。蛋白質は、ウエスタンブロッティングに代表される蛋白質/蛋白質間の反応を利用し蛋白質の機能及び発現について調べることができる。Research into the analysis of genetic information in various organisms has begun. Information on numerous genes and their base sequences, including human genes, as well as on the proteins encoded by gene sequences and the glycans produced secondarily from these proteins, is being rapidly revealed. The functions of polymers such as genes, proteins and glycans whose sequences have been revealed can be investigated using a variety of methods. The main methods for investigating nucleic acids are northern blotting and southern blotting, which utilize the complementarity between various nucleic acids/nucleic acids to investigate the relationship between various genes and the expression of their biological functions. For proteins, protein function and expression can be investigated by utilizing protein/protein reactions, as typified by western blotting.

多数の遺伝子発現を一度に解析する手法として、DNAマイクロアレイ法(分析チップ法)がある。この方法は、核酸/核酸間ハイブリダイゼーション反応に基づく核酸検出・定量法である点で原理的には上記の従来の方法と同じである。この分析チップ法は、蛋白質/蛋白質間、又は糖鎖/糖鎖間や糖鎖/蛋白質間の特異的な反応に基づく蛋白質や糖鎖の検出・定量に応用が可能である。この技術は、平板や凹凸パターンが形成された基板上に、多数のDNA断片や蛋白質、糖鎖が高密度に整列固定化されたものが用いられている。分析チップ法の具体的使用法としては、例えば、研究対象細胞の発現遺伝子等を蛍光色素等で標識した検体を、基板に形成された凸部上でハイブリダイゼーションさせ、互いに相補的な核酸(DNAあるいはRNA)同士を結合させ、その箇所を高解像度蛍光検出装置(スキャナー)で高速に読みとる方法が代表的である。また、電気化学反応に基づく電流値等の応答を検出する方法もある。このようにして、検体中のそれぞれの遺伝子量を迅速に推定できる。また、分析チップの応用分野は、発現遺伝子の量を推定する遺伝子発現解析のみならず、遺伝子の一塩基置換(Single Nucleotide Polymorphism:SNP)を検出する手段としても使用されている。 The DNA microarray method (analysis chip method) is a method for analyzing the expression of many genes at once. In principle, this method is the same as the conventional method described above in that it is a nucleic acid detection and quantification method based on a nucleic acid/nucleic acid hybridization reaction. This analysis chip method can be applied to the detection and quantification of proteins and sugar chains based on specific reactions between proteins/proteins, sugar chains/sugar chains, or sugar chains/proteins. This technology uses a substrate on which a large number of DNA fragments, proteins, and sugar chains are aligned and immobilized at high density on a flat plate or a substrate with a concave-convex pattern. A typical example of a specific method for using the analysis chip method is to hybridize a sample in which the expressed genes of the cells under study are labeled with fluorescent dyes or the like on the convex parts formed on the substrate, to bind complementary nucleic acids (DNA or RNA) to each other, and to read the sites at high speed with a high-resolution fluorescence detection device (scanner). There is also a method for detecting responses such as current values based on electrochemical reactions. In this way, the amount of each gene in the sample can be quickly estimated. Moreover, analytical chips are used not only in gene expression analysis for estimating the amount of expressed genes, but also as a means for detecting single nucleotide substitutions (SNPs) in genes.

分析チップの作製方法は、代表的に、点着部材によるスポッティング法があげられる。代表的には、予め合成したDNAを含む溶液(スポット溶液)を、ステンレス等の金属製のピンで基板上の凸部上端面に点着する方法(例えば、特許文献1を参照)や、インクジェット法によってノズルから吐出されるスポット溶液を凸部の上端面に点着する方法がある。基板には、通常数百から数万種のDNAが、マトリックスアレイ状に形成された複数の凸部のいずれかにそれぞれ塗布される。A typical method for producing an analytical chip is the spotting method using a spotting member. Typical methods include a method in which a solution containing pre-synthesized DNA (spot solution) is spotted onto the upper end surface of a convex portion on a substrate using a metal pin such as stainless steel (see, for example, Patent Document 1), and a method in which a spot solution ejected from a nozzle using an inkjet method is spotted onto the upper end surface of a convex portion. Typically, hundreds to tens of thousands of types of DNA are applied to each of multiple convex portions formed in a matrix array on the substrate.

特開2006-201035号公報JP 2006-201035 A

特許文献1では、点着部材として複数のピンを用いて基板上の複数の凸部上端面に同時に点着しているが、基板(凸部)上にピンを配置した際に、ピンの配列方向と、基板の凸部の配列方向とがずれると、少なくとも一部の凸部にはスポット溶液が適切に点着されないおそれがあった。In Patent Document 1, multiple pins are used as spotting members to simultaneously spot the upper end surfaces of multiple convex portions on a substrate; however, if the arrangement direction of the pins is misaligned with the arrangement direction of the convex portions on the substrate when the pins are positioned on the substrate (convex portions), there is a risk that the spot solution will not be properly spotted on at least some of the convex portions.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、複数の点着部材を用いて複数の凸部に点着する際に、各凸部に確実に点着することができる分析チップの製造装置、分析チップの製造装置の作動方法及び分析チップの製造方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and aims to provide an analytical chip manufacturing apparatus, an operating method of the analytical chip manufacturing apparatus, and a manufacturing method of an analytical chip, which are capable of reliably applying spotting to each of multiple convex portions when applying spotting to multiple convex portions using multiple spotting members.

上記課題を解決するため、本発明に係る分析チップの製造装置は、複数種類の選択結合性物質がそれぞれ個別に塗布される複数の凸部を有する基板を備える分析チップの製造装置であって、中心軸のまわりに回転する回転テーブルであって、前記選択結合性物質が未塗布の基板が載置される回転テーブルと、前記選択結合性物質を前記基板上の各凸部に点着させる複数の点着部材を有し、前記回転テーブルの上部に平行に位置する走査平面を移動可能な点着ヘッドと、前記回転テーブルの回転及び前記点着ヘッドの前記走査平面の移動、並びに前記基板上の凸部への前記選択結合性物質の塗布を、前記基板ごとに制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記回転テーブルの中心軸方向からみて、前記点着ヘッドの各点着部材と当該各点着部材に対応する前記基板上の凸部とが重なり合う位置に、前記回転テーブルを回転及び/又は前記点着ヘッドを移動させ、各凸部に前記選択結合性物質を塗布させる、ことを特徴とする。In order to solve the above problems, the analytical chip manufacturing apparatus of the present invention is an analytical chip manufacturing apparatus having a substrate having a plurality of convex portions to which a plurality of types of selective binding substances are individually applied, the analytical chip manufacturing apparatus comprising: a turntable that rotates about a central axis, on which a substrate not coated with the selective binding substance is placed; a spotting head having a plurality of spotting members that spot the selective binding substance onto each convex portion on the substrate and that is movable on a scanning plane positioned parallel to the upper portion of the turntable; and a control unit that controls, for each substrate, the rotation of the turntable and the movement of the spotting head on the scanning plane, and the application of the selective binding substance to the convex portions on the substrate, the control unit rotates the turntable and/or moves the spotting head to a position where, as viewed from the central axis direction of the turntable, each spotting member of the spotting head overlaps with a convex portion on the substrate corresponding to each spotting member, thereby applying the selective binding substance to each convex portion.

また、本発明に係る分析チップの製造装置は、上記の発明において、前記基板上の複数の凸部及び前記点着ヘッドに配置された前記複数の点着部材の少なくとも一部は、いずれも直線上に配列されており、前記点着ヘッドは、前記走査平面において、互いに交差する二方向に移動可能であり、前記制御部は、前記点着ヘッドに配置された前記複数の点着部材を通過する直線と平行な第1の配列方向と、前記点着ヘッドが移動可能な一の方向とがなす第1の角度を演算し、前記回転テーブルに載置された基板上に配列された複数の凸部を通過する直線と平行であり、前記中心軸から外側に向かって形成される第2の配列方向と、前記点着ヘッドが移動可能な前記一の方向とがなす第2の角度を演算し、前記第1の角度と前記第2の角度との差が最小になるように前記回転テーブルを回転させる、ことを特徴とする。In addition, the analytical chip manufacturing device according to the present invention is characterized in that, in the above invention, at least a portion of the multiple convex portions on the substrate and the multiple spotting members arranged on the spotting head are all arranged on a straight line, the spotting head is movable in two directions that intersect with each other on the scanning plane, the control unit calculates a first angle between a first arrangement direction parallel to a straight line passing through the multiple spotting members arranged on the spotting head and one direction in which the spotting head can move, calculates a second angle between a second arrangement direction that is parallel to a straight line passing through the multiple convex portions arranged on the substrate placed on the rotating table and is formed outward from the central axis, and the one direction in which the spotting head can move, and rotates the rotating table so that the difference between the first angle and the second angle is minimized.

また、本発明に係る分析チップの製造装置は、上記の発明において、前記点着ヘッドを撮像する第1の撮像部と、前記回転テーブルに載置された前記基板を撮像する第2の撮像部と、を備え、前記制御部は、前記第1の撮像部が撮像した第1の画像に基づいて、前記第1の配列方向を検出し、前記第2の撮像部が撮像した第2の画像に基づいて、前記第2の配列方向を検出する、ことを特徴とする。 In addition, the analytical chip manufacturing apparatus of the present invention, in the above invention, is characterized in that it comprises a first imaging unit that images the deposition head and a second imaging unit that images the substrate placed on the rotating table, and the control unit detects the first arrangement direction based on a first image captured by the first imaging unit and detects the second arrangement direction based on a second image captured by the second imaging unit.

また、本発明に係る分析チップの製造装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記第1の画像に基づいて前記点着ヘッドの前記複数の点着部材の位置を検出することによって、前記第1の配列方向を検出する、ことを特徴とする。 In addition, in the analytical chip manufacturing apparatus of the present invention, in the above invention, the control unit detects the first arrangement direction by detecting the positions of the multiple spotting members of the spotting head based on the first image.

また、本発明に係る分析チップの製造装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記第2の画像に基づいて前記基板上の複数の凸部の位置を検出することによって、前記第2の配列方向を検出する、ことを特徴とする。 In addition, the analytical chip manufacturing apparatus of the present invention is characterized in that, in the above invention, the control unit detects the second arrangement direction by detecting the positions of multiple convex portions on the substrate based on the second image.

また、本発明に係る分析チップの製造装置は、上記の発明において、前記制御部は、前記第2の画像に基づいて前記基板上に形成される標識部を検出することによって、前記第2の配列方向を検出する、ことを特徴とする。 In addition, the analytical chip manufacturing apparatus of the present invention is characterized in that, in the above invention, the control unit detects the second array direction by detecting a label portion formed on the substrate based on the second image.

また、本発明に係る分析チップの製造装置は、上記の発明において、前記回転テーブルには、複数の前記基板が載置され、各基板は、前記回転テーブルの前記中心軸が通過する位置とは異なる位置に載置される、ことを特徴とする。 In addition, the analytical chip manufacturing apparatus of the present invention is characterized in that, in the above invention, a plurality of the substrates are placed on the rotating table, and each substrate is placed at a position different from the position through which the central axis of the rotating table passes.

また、本発明に係る分析チップの製造装置は、上記の発明において、複数の前記回転テーブルが設けられ、各回転テーブルには、一つの前記基板が載置される、ことを特徴とする。 In addition, the analytical chip manufacturing apparatus of the present invention is characterized in that, in the above invention, a plurality of the rotating tables are provided, and one of the substrates is placed on each rotating table.

また、本発明に係る分析チップの製造装置は、上記の発明において、前記回転テーブルに載置された基板には、前記回転テーブルの前記中心軸が通過する、ことを特徴とする。 In addition, the analytical chip manufacturing apparatus of the present invention is characterized in that, in the above invention, the central axis of the rotating table passes through the substrate placed on the rotating table.

また、本発明に係る分析チップの製造装置は、上記の発明において、前記回転テーブルの前記中心軸は、前記基板の重心を通過する、ことを特徴とする。 In addition, the analytical chip manufacturing apparatus of the present invention is characterized in that, in the above invention, the central axis of the rotating table passes through the center of gravity of the substrate.

また、本発明に係る分析チップの製造装置は、上記の発明において、各回転テーブルを各々の中心軸のまわりに回転自在に保持する保持テーブル、を備えることを特徴とする。 In addition, the analytical chip manufacturing apparatus according to the present invention is characterized in that, in the above invention, it is provided with a holding table that holds each rotating table so that it can rotate freely around its respective central axis.

また、本発明に係る分析チップの製造装置の作動方法は、複数種類の選択結合性物質がそれぞれ個別に塗布される複数の凸部を有する基板を備える分析チップの製造装置であって、中心軸のまわりに回転する回転テーブルであって、前記選択結合性物質が未塗布の基板が載置される回転テーブルと、前記選択結合性物質を前記基板上の各凸部に点着させる複数の点着部材を有し、前記回転テーブルの上部に平行に位置する走査平面を移動可能な点着ヘッドと、前記回転テーブルの回転及び前記点着ヘッドの前記走査平面の移動並びに各凸部への前記選択結合性物質の塗布を制御する制御部と、を備える製造装置の作動方法であって、前記制御部が、前記回転テーブルの中心軸方向からみて、前記点着ヘッドの各点着部材と当該各点着部材に対応する前記基板上の凸部とが重なる位置への前記回転テーブルの回転及び/又は前記点着ヘッドの移動、並びに各凸部に前記選択結合性物質を塗布させる処理を前記基板ごとに実行する、ことを特徴とする。 In addition, the method of operating the analytical chip manufacturing apparatus of the present invention is an analytical chip manufacturing apparatus having a substrate with a plurality of convex portions to which a plurality of types of selective binding substances are individually applied, the manufacturing apparatus comprising: a turntable that rotates about a central axis on which a substrate not coated with the selective binding substance is placed; a spotting head having a plurality of spotting members that spot the selective binding substance onto each convex portion on the substrate and that is movable on a scanning plane positioned parallel to the upper portion of the turntable; and a control unit that controls the rotation of the turntable, the movement of the spotting head on the scanning plane, and the application of the selective binding substance to each convex portion, characterized in that the control unit performs, for each substrate, the rotation of the turntable and/or the movement of the spotting head to a position where each spotting member of the spotting head overlaps with a convex portion on the substrate corresponding to each spotting member, as viewed from the central axis direction of the turntable, and the movement of the spotting head.

また、本発明に係る分析チップの製造方法は、選択結合性物質が未塗布の基板が載置される回転テーブルの中心軸方向からみて、複数種類の前記選択結合性物質を前記基板上の各凸部に個別に塗布させる複数の点着部材を有し、前記回転テーブルの上部に平行に位置する走査平面を移動可能な点着ヘッドの各点着部材と当該各点着部材に対応する前記基板上の凸部とが重なる位置への前記回転テーブルの回転及び/又は前記点着ヘッドの移動、並びに各凸部に前記選択結合性物質を塗布させる処理を前記基板ごとに実行する、ことを特徴とする。 The manufacturing method of the analytical chip according to the present invention is characterized in that, when viewed from the direction of the central axis of a turntable on which a substrate not coated with a selective binding substance is placed, the method has a plurality of spotting members that individually apply a plurality of types of the selective binding substance to each convex portion on the substrate, and rotates the turntable and/or moves the spotting head to a position where each spotting member of a spotting head that can move on a scanning plane positioned parallel to the top of the turntable overlaps with the convex portion on the substrate corresponding to each spotting member, and applies the selective binding substance to each convex portion for each substrate.

本発明によれば、複数の点着部材を用いて複数の凸部にスポット溶液を点着する際に、スポット溶液を各凸部に確実に点着することができるという効果を奏する。 According to the present invention, when spotting solution onto multiple convex portions using multiple spotting members, the effect is achieved that the spotting solution can be reliably spotted onto each convex portion.

図1は、本発明の一実施の形態に係る分析チップの製造装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an analytical chip manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention. 図2は、図1に示す基板のA-A線断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the substrate shown in FIG. 1 taken along line AA. 図3は、本発明の一実施の形態に係る分析チップの製造装置における点着ヘッドの構成を模式的に示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing a schematic configuration of a spotting head in an analytical chip manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention. 図4は、スポット溶液の採取について説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating collection of a spot solution. 図5は、スポット溶液の点着について説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the application of the spot solution. 図6は、ピンの配列方向と、点着ヘッドの移動方向とがなす角度の算出について説明する図である。FIG. 6 is a diagram for explaining calculation of the angle between the arrangement direction of the pins and the movement direction of the spotting head. 図7は、基板の凸部の配列方向と、点着ヘッドの移動方向とがなす角度の算出について説明する図である。FIG. 7 is a diagram for explaining calculation of the angle formed between the arrangement direction of the convex portions on the substrate and the movement direction of the spotting head. 図8は、本発明の一実施の形態に係る分析チップの製造装置におけるスポット溶液の点着処理について説明するフローチャートである。FIG. 8 is a flow chart for explaining the spotting process of the spotting solution in the analytical chip manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention. 図9は、本発明の変形例1に係る分析チップの製造装置の構成を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing the configuration of an analytical chip manufacturing apparatus according to the first modified example of the present invention. 図10は、本発明の変形例2に係る分析チップの製造装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an analytical chip manufacturing apparatus according to the second modified example of the present invention. 図11は、本発明の変形例3に係る分析チップの製造装置の構成を模式的に示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an analytical chip manufacturing apparatus according to the third modified example of the present invention.

以下、本発明を実施するための形態を図面とともに詳細に説明する。なお、以下の実施の形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の説明において参照する各図は、本発明の内容を理解でき得る程度に形状、大きさ及び位置関係を概略的に示してあるに過ぎない。すなわち、本発明は各図で例示された形状、大きさ及び位置関係のみに限定されるものではない。さらに、図面の記載において、同一の部分には同一の符号を付している。 Below, the form for implementing the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the following embodiment. Furthermore, each figure referred to in the following description merely shows the shape, size, and positional relationship roughly to the extent that the contents of the present invention can be understood. In other words, the present invention is not limited to only the shape, size, and positional relationship exemplified in each figure. Furthermore, in the description of the drawings, the same parts are given the same reference numerals.

本発明が対象とする分析チップは、DNAやタンパク質、糖鎖などの選択制結合物質を含む溶液(本発明において、スポット溶液という。)をガラス基板やプラスチック基板等の基板に代表される担体の表面に塗布して固定化したものである。The analytical chip that is the subject of this invention is a chip in which a solution containing selective binding substances such as DNA, proteins, and glycans (referred to as a spot solution in this invention) is applied to and immobilized on the surface of a carrier, such as a substrate such as a glass substrate or a plastic substrate.

本発明に係る分析チップは、検体を当該分析チップの反応部に滴下し、被検物質の存在の有無や量、性状等を測定するために用いる。具体的には、担体表面に固定化された選択結合性物質と被検物質との反応により、被検物質の有無や量等を測定する、バイオチップが挙げられる。より具体的には、核酸を担体表面に固定化したDNAチップ、抗体に代表されるタンパク質を担体表面に固定化したタンパク質チップ、糖鎖を担体表面に固定化した糖鎖チップ及び細胞を担体表面に固定化した細胞チップ等が挙げられる。The analytical chip according to the present invention is used to measure the presence or absence, amount, properties, etc. of a test substance by dropping a sample onto the reaction portion of the analytical chip. Specific examples include biochips that measure the presence or absence, amount, etc. of a test substance by a reaction between a selective binding substance immobilized on a carrier surface and the test substance. More specific examples include DNA chips on which nucleic acids are immobilized on a carrier surface, protein chips on which proteins such as antibodies are immobilized on a carrier surface, glycan chips on which glycans are immobilized on a carrier surface, and cell chips on which cells are immobilized on a carrier surface.

(実施の形態)
図1は、本発明の一実施の形態に係る分析チップの製造装置の構成を模式的に示す図である。図1に示す分析チップの製造装置1は、点着処理を実施する点着処理装置10と、点着処理装置10の駆動を制御する制御装置20とを備える。
(Embodiment)
Fig. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an analytical chip manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention. The analytical chip manufacturing apparatus 1 shown in Fig. 1 includes a spotting processing device 10 that performs spotting processing, and a control device 20 that controls the driving of the spotting processing device 10.

分析チップを構成する基板100は、ベース部101と、ベース部101内に形成される複数の凸部102とを備える。ベース部101は、外縁が矩形をなし、該外縁が立ち上がってなるトレイ状をなす。ベース部101の内部底面は、平板状に延び、部分的に凸部102が形成される。ベース部101の材質は、一般的なスライドガラスや同等の大きさのプラスチックが好ましく用いられる。また、基板100は、シグナル強度の検出時において基板100自体が発する光(例えば自家蛍光)を抑制するために、表面が、黒色である等、光を吸収する色や素材であることが好ましい。The substrate 100 constituting the analytical chip comprises a base portion 101 and a plurality of convex portions 102 formed within the base portion 101. The base portion 101 has a rectangular outer edge and is tray-shaped with the outer edge rising up. The inner bottom surface of the base portion 101 extends in a flat plate shape, and the convex portions 102 are partially formed. The material of the base portion 101 is preferably a general slide glass or a plastic of a similar size. In addition, the substrate 100 preferably has a surface of a color or material that absorbs light, such as black, in order to suppress light (e.g., autofluorescence) emitted by the substrate 100 itself when detecting the signal intensity.

図2は、図1に示す基板のA-A線断面図である。ベース部101の内部には、複数(本実施の形態では八つ)の凸部102が形成される。凸部102は、ベース部101の内部底面から凸状に突出する。ここで、凸部102の上端面は、平面をなし、その上端面には選択結合性物質を含むスポット溶液が点着され、選択結合性物質が固定されている。なお、凸部102の上端面は、スポット溶液中の選択結合性物質の固定化領域に相当し、スポット溶液が塗布される領域である。 Figure 2 is a cross-sectional view of the substrate shown in Figure 1 taken along line A-A. A plurality of convex portions 102 (eight in this embodiment) are formed inside the base portion 101. The convex portions 102 protrude in a convex shape from the inner bottom surface of the base portion 101. Here, the upper end surface of the convex portions 102 is flat, and a spotting solution containing a selective binding substance is spotted on the upper end surface, immobilizing the selective binding substance. The upper end surface of the convex portions 102 corresponds to the immobilization region of the selective binding substance in the spotting solution, and is the region to which the spotting solution is applied.

凸部102の数は、例えば二個、四個、八個、・・・等の任意の数に設定することができる。また、凸部102は、マトリックス状に配置される。本実施の形態では、八個の凸部102が、4行2列(4×2)で配置される。The number of protrusions 102 can be set to any number, for example, two, four, eight, etc. The protrusions 102 are arranged in a matrix. In this embodiment, eight protrusions 102 are arranged in four rows and two columns (4 x 2).

本発明における選択結合性物質とは、被検物質と直接的又は間接的に、選択的に結合しうる各種の物質を意味する。被検物質に結合しうる選択結合性物質の代表的な例としては、核酸、タンパク質、ペプチド、糖類、脂質を挙げることができる。In the present invention, the selective binding substance refers to various substances that can selectively bind to a test substance directly or indirectly. Representative examples of selective binding substances that can bind to a test substance include nucleic acids, proteins, peptides, sugars, and lipids.

選択結合性物質のうち、核酸としては、DNAやRNAが挙げられ、PNA、LNAでもよい。DNAとしては、染色体DNA、ウイルスDNA、細菌、カビ等のDNA、RNAを逆転写したcDNA、それらの一部である断片等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、RNAとしては、メッセンジャーRNA、リボソームRNA、スモールRNA、マイクロRNA、それらの一部である断片等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。また、核酸には、化学的に合成されたDNA又はRNA等も含まれる。特定の塩基配列を有する一本鎖核酸は、該塩基配列又はその一部と相補的な塩基配列を有する一本鎖核酸と選択的にハイブリダイズして結合するので、本発明で言う選択結合性物質に該当する。核酸は、生細胞等天然物由来のものであってもよいし、核酸合成装置により合成されたものであってもよい。生細胞からのDNA又はRNAの調製は、公知の方法、例えばDNAの抽出については、Blinらの方法(Blin et al.,Nucleic Acids Res.3:2303(1976))等により、また、RNAの抽出については、Favaloroらの方法(Favaloro et al.,Methods Enzymol.65:718(1980))等により行うことができる。固定化される核酸としては、鎖状若しくは環状のプラスミドDNAや染色体DNA、これらを制限酵素により若しくは化学的に切断したDNA断片、試験管内で酵素等により合成されたDNA、又は化学合成したオリゴヌクレオチド等を用いることもできる。Among the selective binding substances, the nucleic acid may be DNA or RNA, or may be PNA or LNA. The DNA may be, but is not limited to, chromosomal DNA, viral DNA, bacterial or fungal DNA, cDNA obtained by reverse transcribing RNA, or fragments thereof. The RNA may be, but is not limited to, messenger RNA, ribosomal RNA, small RNA, microRNA, or fragments thereof. The nucleic acid may also include chemically synthesized DNA or RNA. A single-stranded nucleic acid having a specific base sequence selectively hybridizes and binds to a single-stranded nucleic acid having a base sequence complementary to the base sequence or a portion thereof, and therefore corresponds to the selective binding substance referred to in the present invention. The nucleic acid may be derived from a natural product such as a living cell, or may be synthesized by a nucleic acid synthesizer. Preparation of DNA or RNA from living cells can be performed by known methods, for example, DNA extraction can be performed by the method of Blin et al. (Blin et al., Nucleic Acids Res. 3: 2303 (1976)) or the like, and RNA extraction can be performed by the method of Favaloro et al. (Favororo et al., Methods Enzymol. 65: 718 (1980)) or the like. Examples of nucleic acids to be immobilized include linear or circular plasmid DNA or chromosomal DNA, DNA fragments obtained by cleaving these with restriction enzymes or chemically, DNA synthesized in a test tube with an enzyme or the like, or chemically synthesized oligonucleotides.

タンパク質としては、抗体及びFabフラグメントやF(ab´)2フラグメントのような、抗体の抗原結合性断片、並びに種々の抗原を挙げることができる。抗体やその抗原結合性断片は、対応する抗原と選択的に結合し、抗原は対応する抗体と選択的に結合するので、「選択結合性物質」に該当する。 Proteins include antibodies and antigen-binding fragments of antibodies, such as Fab fragments and F(ab')2 fragments, as well as various antigens. Antibodies and their antigen-binding fragments selectively bind to their corresponding antigens, and antigens selectively bind to their corresponding antibodies, so they are considered "selective binding substances."

糖類としては、各種単糖、オリゴ糖、多糖等の糖鎖を挙げることができる。 Examples of sugars include various monosaccharides, oligosaccharides, polysaccharides, and other sugar chains.

脂質としては、単純脂質の他、複合脂質であってもよい。The lipids may be simple lipids or complex lipids.

さらに、上記核酸、タンパク質、糖類、脂質以外の抗原性を有する物質を固定化することもできる。また、選択結合性物質として、担体の表面に細胞を固定化してもよい。In addition, antigenic substances other than the above-mentioned nucleic acids, proteins, sugars, and lipids can also be immobilized. Also, cells may be immobilized on the surface of the carrier as a selective binding substance.

これらの選択結合性物質のうち特に好ましいものとして、DNA、RNA、タンパク質、ペプチド、糖、糖鎖、脂質を挙げることができる。Among these selective binding substances, particularly preferred ones include DNA, RNA, proteins, peptides, sugars, glycans, and lipids.

これらの選択結合性物質は、スポット溶液として、担体の表面に塗布されて固定化される。スポット溶液には、その他バッファー調整用の塩類を含むこともできる。その例としては、リン酸緩衝液、クエン酸緩衝液、クエン酸リン酸緩衝液、ホウ酸緩衝液、酒石酸緩衝液を用いることができる。These selective binding substances are applied to the surface of the carrier as a spotting solution and immobilized. The spotting solution may also contain other salts for adjusting the buffer. Examples of such salts include phosphate buffer, citrate buffer, citrate phosphate buffer, borate buffer, and tartrate buffer.

選択結合性物質を担体表面に共有結合により固定化する場合には、スポット溶液に縮合剤を含むことができる。縮合剤としては、アミド結合を形成するためのカルボジイミド、なかでも水溶性カルボジイミドである3-(3-ジメチルアミノプロピル)-1-エチルカルボジイミド(EDC)又はその塩酸塩を好ましく用いることができる。縮合剤としてEDCを用いる場合には、スポット溶液中にEDCと塩化ナトリウムとを混合した溶液を用いることができる。 When the selective binding substance is immobilized on the carrier surface by a covalent bond, the spotting solution may contain a condensing agent. As the condensing agent, a carbodiimide for forming an amide bond, particularly the water-soluble carbodiimide 3-(3-dimethylaminopropyl)-1-ethylcarbodiimide (EDC) or its hydrochloride, may be preferably used. When EDC is used as the condensing agent, a solution in which EDC and sodium chloride are mixed may be used in the spotting solution.

分析チップは、被検物質との反応を行う時に、カバー等(図示しない)によって少なくともベース部101における凸部102の形成空間が封止される構造であることが好ましい。例えば、凸部102の上端面が直接カバーと接触しないように、カバー内面を凹形状に形成することができる。また、平板カバーを用いる場合には、ベース部101に形成された凹部に凸部102が設けられ、当該凹部の深さが、基板にカバーをした場合に凸部102の上端面がカバー内面に接しない深さである構造を採用することができる。この際に使用されるカバーは、ガラス、各種のポリマー(例えばポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリオレフィン)、シリコーン等、いずれの材質でもよい。It is preferable that the analytical chip has a structure in which at least the space in which the convex portion 102 is formed in the base portion 101 is sealed by a cover or the like (not shown) when reacting with the test substance. For example, the inner surface of the cover can be formed in a concave shape so that the upper end surface of the convex portion 102 does not directly contact the cover. In addition, when a flat cover is used, a structure can be adopted in which the convex portion 102 is provided in a concave portion formed in the base portion 101, and the depth of the concave portion is such that the upper end surface of the convex portion 102 does not contact the inner surface of the cover when the cover is placed on the substrate. The cover used in this case may be made of any material, such as glass, various polymers (e.g., polystyrene, polymethyl methacrylate, polycarbonate, polyolefin), silicone, etc.

点着処理装置10は、回転テーブル11と、点着ヘッド12と、移動機構13と、第1撮像部14と、第2撮像部15と、スポット溶液保持部16と、洗浄部17と、乾燥部18とを備える。図1に示す点着処理装置10において、左右方向をX方向(右方向を正方向とする)、上下方向をY方向(上方向を正とする)、紙面と直交する方向とZ方向(手前に向かう方向を正方向とする)とする。The spotting treatment device 10 includes a rotating table 11, a spotting head 12, a moving mechanism 13, a first imaging unit 14, a second imaging unit 15, a spot solution holding unit 16, a cleaning unit 17, and a drying unit 18. In the spotting treatment device 10 shown in FIG. 1, the left-right direction is the X direction (the right direction is the positive direction), the up-down direction is the Y direction (the up direction is the positive direction), and the direction perpendicular to the paper surface is the Z direction (the direction toward the viewer is the positive direction).

回転テーブル11は、円板状をなし、点着処理を行う基板100を載置する。回転テーブル11は、中心軸Nのまわりに回転可能である。図1において、中心軸Nは、紙面と直交する方向(Z方向)に延びる。回転テーブル11における基板100の載置面は、XY平面と平行である。基板100は、回転テーブル11の中心軸Nが通過しない位置であって、該中心軸Nを中心とする円の周方向に並べて配置される。このため、基板100は、回転テーブル11の回転によって、中心軸Nのまわりに公転する。The rotating table 11 is disk-shaped and places the substrate 100 on which the spotting process is to be performed. The rotating table 11 is rotatable around a central axis N. In FIG. 1, the central axis N extends in a direction perpendicular to the paper surface (Z direction). The surface on the rotating table 11 on which the substrate 100 is placed is parallel to the XY plane. The substrates 100 are arranged in a circumferential direction of a circle centered on the central axis N, at a position that is not passed by the central axis N of the rotating table 11. Therefore, the substrates 100 revolve around the central axis N as the rotating table 11 rotates.

点着ヘッド12は、基板100にスポット溶液を点着する複数のピン122を保持する保持部121を有する。図3は、本発明の一実施の形態に係る分析チップの製造装置における点着ヘッドの構成を模式的に示す斜視図である。ピン122は、保持部121から棒状をなして延びる。図1に示す点着ヘッド12には、基板100の凸部102の数に合わせて八本のピン122が設けられる。複数のピン122は、直交する二方向に(マトリックス状に)配置される。図1に示す基板100において、複数のピン122は、凸部102の配置に対応して4×2(本)となるように配置される。ピン122は、点着部材に相当する。The spotting head 12 has a holding section 121 that holds a plurality of pins 122 that spot the spot solution on the substrate 100. FIG. 3 is a perspective view that shows a schematic configuration of the spotting head in an analytical chip manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention. The pins 122 extend in a rod shape from the holding section 121. The spotting head 12 shown in FIG. 1 is provided with eight pins 122 in accordance with the number of protrusions 102 of the substrate 100. The multiple pins 122 are arranged in two orthogonal directions (in a matrix). In the substrate 100 shown in FIG. 1, the multiple pins 122 are arranged in a 4×2 (piece) arrangement that corresponds to the arrangement of the protrusions 102. The pins 122 correspond to the spotting members.

移動機構13は、点着ヘッド12の保持部121を保持し、制御装置20の制御のもと、点着ヘッド12を移動させる。移動機構13は、駆動によって、点着ヘッド12を、X方向、Y方向及びZ方向に移動させる。具体的に、移動機構13は、点着ヘッド12を、走査平面であるXY平面上で移動させる。さらにこの走査平面は、Z方向に遷移させることが可能である。The movement mechanism 13 holds the holder 121 of the spotting head 12, and moves the spotting head 12 under the control of the control device 20. The movement mechanism 13 drives the spotting head 12 to move in the X, Y, and Z directions. Specifically, the movement mechanism 13 moves the spotting head 12 on the XY plane, which is the scanning plane. Furthermore, this scanning plane can be shifted in the Z direction.

移動機構13は、X方向に延びる第1シャフト131と、第1シャフト131に沿ってX方向に移動する第1移動部132と、第1移動部132に保持され、Z方向に移動可能な第2移動部133と、第2移動部133からY方向に延び、点着ヘッド12をY方向に移動可能に保持する第2シャフト134とを有する。The moving mechanism 13 has a first shaft 131 extending in the X direction, a first moving part 132 that moves in the X direction along the first shaft 131, a second moving part 133 held by the first moving part 132 and movable in the Z direction, and a second shaft 134 that extends in the Y direction from the second moving part 133 and holds the spotting head 12 movably in the Y direction.

第1撮像部14は、点着ヘッド12のピン122配設側の画像を撮像する。
第2撮像部15は、基板100の凸部102の形成面の画像を撮像する。
The first imaging unit 14 captures an image of the side of the spotting head 12 on which the pins 122 are disposed.
The second imaging section 15 captures an image of the surface of the substrate 100 on which the convex portions 102 are formed.

第1撮像部14及び第2撮像部15は、例えばCCD(Charge Coupled Device)イメージセンサや、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを用いて構成される。第1撮像部14及び第2撮像部15の撮像視野を変更させるために、第1撮像部14及び第2撮像部15を移動可能な構成としてもよい。その場合、ピン122の配列方向や、凸部102の配列方向を検出するための画像を撮像するために、第1撮像部14及び第2撮像部15を移動させることが可能である。The first imaging unit 14 and the second imaging unit 15 are configured using, for example, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor or a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor. The first imaging unit 14 and the second imaging unit 15 may be configured to be movable in order to change the imaging field of view of the first imaging unit 14 and the second imaging unit 15. In that case, it is possible to move the first imaging unit 14 and the second imaging unit 15 in order to capture an image for detecting the arrangement direction of the pins 122 or the arrangement direction of the protrusions 102.

スポット溶液保持部16には、プレート161が交換可能に設けられる。プレート161には、複数(本実施の形態では八個)の穴部162が形成される。穴部162には、スポット溶液が収容されている。穴部162は、ピン122の配置に対応して配設され、移動機構13の移動によって、各穴部162にピン122が挿入される。プレート161は、ユーザが手動で交換してもよいし、機械的に交換してもよい。機械的に交換する場合、例えば、スポット溶液保持部16の下部に、スポット溶液を収容した複数のプレート161を収納する冷蔵室が設けられ、該冷蔵室から交換対象のプレート161を取り出して、スポット溶液保持部16に配置する。The spot solution holding unit 16 is provided with a replaceable plate 161. The plate 161 is formed with a plurality of holes 162 (eight in this embodiment). The holes 162 contain spot solutions. The holes 162 are arranged in accordance with the arrangement of the pins 122, and the pins 122 are inserted into each hole 162 by the movement of the moving mechanism 13. The plate 161 may be replaced manually by the user or mechanically. When replacing mechanically, for example, a refrigerator compartment that stores a plurality of plates 161 containing spot solutions is provided at the bottom of the spot solution holding unit 16, and the plate 161 to be replaced is removed from the refrigerator compartment and placed in the spot solution holding unit 16.

洗浄部17は、水(純水)、生理食塩水、界面活性剤を含む水溶液等の洗浄液が供給され、浸漬や撹拌等によって洗浄部17に配置されたピン122を洗浄する。
乾燥部18は、洗浄後のピンに付着した洗浄液を除去するためのもので、例えば、洗浄後のピンを挿入し、風圧によって付着した洗浄液を除去する。
The cleaning unit 17 is supplied with a cleaning liquid such as water (pure water), physiological saline, or an aqueous solution containing a surfactant, and cleans the pins 122 arranged in the cleaning unit 17 by immersion, stirring, or the like.
The drying section 18 is for removing cleaning liquid adhering to the pins after cleaning. For example, the pins after cleaning are inserted into the drying section 18, and the cleaning liquid adhering to the pins is removed by wind pressure.

制御装置20は、駆動部21と、演算部22と、記憶部23と、制御部24とを備える。制御装置20は、CPU(Central Processing Unit)や、FPGA(Field Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の一つ又は複数のプロセッサ、及びメモリを用いて構成される。The control device 20 includes a drive unit 21, a calculation unit 22, a memory unit 23, and a control unit 24. The control device 20 is configured using one or more processors, such as a CPU (Central Processing Unit), FPGA (Field Programmable Gate Array), or ASIC (Application Specific Integrated Circuit), and a memory.

駆動部21は、制御部24の制御信号に基づいて、点着処理装置10の各部を駆動制御する。駆動部21は、例えば、各部にパルス信号を送信して、設定された方向及び距離で回転テーブル11や移動機構13を移動させたり、第1撮像部14及び第2撮像部15に撮像処理を実行させたりする。The drive unit 21 drives and controls each part of the spotting processing device 10 based on a control signal from the control unit 24. For example, the drive unit 21 sends a pulse signal to each part to move the rotating table 11 and the moving mechanism 13 in a set direction and distance, and causes the first imaging unit 14 and the second imaging unit 15 to perform imaging processing.

演算部22は、回転テーブルの回転量や、移動機構13による点着ヘッド12の配置を決定する演算処理を実行する。演算部22は、角度算出部221と、位置決定部222とを有する。The calculation unit 22 executes calculation processing to determine the amount of rotation of the rotary table and the position of the spotting head 12 by the moving mechanism 13. The calculation unit 22 has an angle calculation unit 221 and a position determination unit 222.

角度算出部221は、点着ヘッド12に配設されるピン122の配列方向と点着ヘッド12の移動方向とがなす角度、及び、基板100の凸部102の配列方向と点着ヘッド12の移動方向とがなす角度をそれぞれ算出する。The angle calculation unit 221 calculates the angle between the arrangement direction of the pins 122 arranged on the spotting head 12 and the movement direction of the spotting head 12, and the angle between the arrangement direction of the convex portions 102 of the substrate 100 and the movement direction of the spotting head 12.

位置決定部222は、角度算出部221が算出した角度に基づいて、回転テーブル11の回転位置、移動機構13による点着ヘッド12の移動位置を決定する。 The position determination unit 222 determines the rotation position of the rotating table 11 and the movement position of the spotting head 12 by the movement mechanism 13 based on the angle calculated by the angle calculation unit 221.

記憶部23は、製造装置1を動作させるための各種プログラム、及び、製造装置1の動作に必要な各種パラメータ等を含む情報を記憶する。The memory unit 23 stores information including various programs for operating the manufacturing equipment 1 and various parameters necessary for the operation of the manufacturing equipment 1.

制御部24は、製造装置1の各部を統括的に制御する。 The control unit 24 comprehensively controls each part of the manufacturing equipment 1.

続いて、分析チップの使用方法の一例について説明する。まず、検体から核酸等の被検物質を抽出する。その後、抽出した被検物質に標識体、例えば蛍光標識体を結合させる。標識化した被検物質と、DNAチップ上の選択結合性物質とを反応させる。反応処理では、例えば32℃で数時間、攪拌処理することによって、被検物質と、凸部102の上端面に固定化されている選択結合性物質とを反応させる。撹拌処理では、例えば、回転、振動等、又はこれらの組合せで、分析チップを移動させることにより、又は、分析チップを覆うカバー内に封入された撹拌用のビーズを移動させることにより、被検物質を含む溶液を撹拌させる。Next, an example of a method for using the analytical chip will be described. First, a test substance such as a nucleic acid is extracted from a specimen. Then, a label, for example a fluorescent label, is bound to the extracted test substance. The labeled test substance is reacted with a selective binding substance on the DNA chip. In the reaction process, the test substance is reacted with the selective binding substance immobilized on the upper end surface of the convex portion 102 by stirring for example at 32°C for several hours. In the stirring process, the solution containing the test substance is stirred by moving the analytical chip by, for example, rotation, vibration, or a combination of these, or by moving stirring beads enclosed in a cover covering the analytical chip.

本発明で用いられる検体としては、血液、血清、血漿、尿、便、髄液、唾液、各種組織液等の体液や、各種飲食物並びにそれらの希釈物等を用いることができるが、これらに限定されるものではない。 Samples used in the present invention include, but are not limited to, bodily fluids such as blood, serum, plasma, urine, stool, cerebrospinal fluid, saliva, various tissue fluids, and various foods and beverages and their dilutions.

本発明で用いられる被検物質としては、測定すべき核酸、例えば、病原菌やウイルス等の遺伝子や、遺伝病の原因遺伝子等並びにその一部分、抗原性を有する各種生体成分、病原菌やウイルス等に対する抗体等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。被検物質は、例えば、核酸の場合はハイブリダイゼーション反応により、タンパク質の場合は抗原抗体反応により、それぞれ選択結合性物質と反応させることができる。 Examples of test substances used in the present invention include, but are not limited to, nucleic acids to be measured, such as genes of pathogens or viruses, genes responsible for genetic diseases, and parts thereof, various biological components having antigenicity, and antibodies against pathogens or viruses. The test substances can be reacted with selective binding substances, for example, by hybridization reaction in the case of nucleic acids, or by antigen-antibody reaction in the case of proteins.

被検物質となる核酸は、血液や細胞から抽出した核酸を蛍光物質等で標識してもよいし、該核酸を鋳型とし、PCR等の核酸増幅法によって増幅したものであってもよい。核酸増幅産物を被検物質とする場合には、蛍光物質等で標識したヌクレオシド三リン酸の存在下で増幅を行うことにより、増幅核酸を標識することが可能である。また、被検物質が抗原又は抗体の場合には、被検物質である抗原や抗体を常法により直接標識してもよいし、被検物質である抗原又は抗体を選択結合性物質と結合させた後、担体を洗浄し、該抗原又は抗体と抗原抗体反応する標識した抗体又は抗原を反応させ、担体に結合した標識を測定することもできる。また、増幅されていない核酸を被検物質とする場合は、例えばアルカリホスファターゼにより核酸の5’末端のリン酸基を除去して蛍光物質を標識した被検物質を選択結合性物質と反応させ、結合した標識を測定する方法や、選択結合性物質(捕捉プローブ)により被検物質を捕捉した後、被検物質に蛍光物質等で標識した検出プローブを結合させ、検出プローブの標識を測定する方法(サンドイッチハイブリダイゼーション法)が好適に用いられる。The nucleic acid to be tested may be nucleic acid extracted from blood or cells and labeled with a fluorescent substance or the like, or may be amplified by a nucleic acid amplification method such as PCR using the nucleic acid as a template. When a nucleic acid amplification product is used as the test substance, it is possible to label the amplified nucleic acid by performing amplification in the presence of a nucleoside triphosphate labeled with a fluorescent substance or the like. In addition, when the test substance is an antigen or an antibody, the test substance, the antigen or antibody, may be directly labeled by a conventional method, or the test substance, the antigen or antibody, may be bound to a selective binding substance, and the carrier may be washed, and the labeled antibody or antigen that undergoes an antigen-antibody reaction with the antigen or antibody may be reacted to measure the label bound to the carrier. Furthermore, when an unamplified nucleic acid is used as the test substance, a method in which, for example, the phosphate group at the 5' end of the nucleic acid is removed with alkaline phosphatase, the test substance is labeled with a fluorescent substance, and then reacted with a selective binding substance and the bound label is measured; or a method in which the test substance is captured by a selective binding substance (capture probe), a detection probe labeled with a fluorescent substance or the like is bound to the test substance, and the label of the detection probe is measured (sandwich hybridization method) is suitably used.

分析チップは、反応処理後、洗浄処理を行って、選択結合性物質とは未反応の物質を分析チップから除去する。洗浄処理後、チップやスライドグラス専用の一般的な遠心機を用いて、分析チップを遠心乾燥させる。After the reaction process, the analytical chip is washed to remove any substances that have not reacted with the selective binding substance. After the washing process, the analytical chip is centrifuged and dried using a general centrifuge designed specifically for chips and slide glasses.

洗浄及び乾燥処理を終えた分析チップは、被検物質を蛍光標識した場合、高解像度蛍光検出装置等を用いて画像を読み込み、シグナル強度(蛍光強度)を数値化する処理に用いられる。好適に用いられる高解像度蛍光検出装置として、3D-Gene(登録商標) Scanner(東レ株式会社製)、SureScanマイクロアレイスキャナー(アジレント・テクノロジー株式会社製)、GenePix(モレキュラーデバイス社製)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。If the test substance is fluorescently labeled, the analytical chip after washing and drying is used to read the image using a high-resolution fluorescence detection device or the like, and to quantify the signal intensity (fluorescence intensity). Suitable high-resolution fluorescence detection devices include, but are not limited to, 3D-Gene (registered trademark) Scanner (manufactured by Toray Industries, Inc.), SureScan microarray scanner (manufactured by Agilent Technologies, Inc.), and GenePix (manufactured by Molecular Devices, Inc.).

続いて、分析チップ製造時のスポット溶液の点着方法について、図3~図8を参照して説明する。図4は、スポット溶液の採取について説明する図である。図5は、スポット溶液の点着について説明する図である。ピン122(点着ヘッド12)は、制御部24の制御のもと、移動機構13の駆動によって移動する。 Next, the method of spotting the spot solution when manufacturing the analytical chip will be described with reference to Figs. 3 to 8. Fig. 4 is a diagram explaining the collection of the spot solution. Fig. 5 is a diagram explaining the spotting of the spot solution. The pin 122 (spotting head 12) is moved by the driving of the moving mechanism 13 under the control of the control unit 24.

点着処理では、まず、スポット溶液Q1~Q4が収容されている各穴部162にピン122をそれぞれ挿入して(図4の(a)参照)、ピン122の先端にスポット溶液Q1~Q4を付着させる(図4の(b)参照)。 In the spotting process, first, the pins 122 are inserted into the holes 162 containing the spot solutions Q1 to Q4 (see FIG. 4A), and the spot solutions Q1 to Q4 are applied to the tips of the pins 122 (see FIG. 4B).

その後、先端にスポット溶液が付着したピン122を点着対象の基板100の上部に配置し(図5の(a)参照)、凸部102にスポット溶液を接触させることによって、スポット溶液を、ピン122から凸部102に移す(図5の(b)参照)。Then, the pin 122 with the spot solution attached to its tip is placed on top of the substrate 100 to be spotted (see FIG. 5(a)), and the spot solution is brought into contact with the convex portion 102, thereby transferring the spot solution from the pin 122 to the convex portion 102 (see FIG. 5(b)).

この際、ピン122の位置と、凸部102の位置とがずれていると、スポット溶液を凸部102に適切に点着できない場合がある。本実施の形態では、ピン122の配列方向と、凸部102の配列方向とが揃う位置に、点着ヘッド12及び基板100を配置する。In this case, if the position of the pin 122 is misaligned with the position of the convex portion 102, the spot solution may not be properly applied to the convex portion 102. In this embodiment, the spotting head 12 and the substrate 100 are positioned so that the arrangement direction of the pins 122 and the arrangement direction of the convex portion 102 are aligned.

この際、角度算出部221は、まず、点着ヘッド12に配設されるピン122の配列方向と点着ヘッド12の移動方向とがなす角度を算出する。図6は、ピンの配列方向と、点着ヘッドの移動方向とがなす角度の算出について説明する図である。なお、第1撮像部14及び第2撮像部15は、Z方向と平行な光軸の光学系によって撮像された画像であるものとして説明する。At this time, the angle calculation unit 221 first calculates the angle between the arrangement direction of the pins 122 arranged on the spotting head 12 and the movement direction of the spotting head 12. Figure 6 is a diagram for explaining the calculation of the angle between the arrangement direction of the pins and the movement direction of the spotting head. Note that the first imaging unit 14 and the second imaging unit 15 will be described as images captured by an optical system with an optical axis parallel to the Z direction.

角度算出部221は、第1撮像部14が撮像した、点着ヘッド12の画像を取得する。角度算出部221は、撮像画像に基づいて、ピン122の配列から、所定の方向に並ぶすべてのピン122を通過する直線LPを生成する。本実施の形態では、X方向に対して略平行に並ぶすべてのピン122を通過する直線を生成する。角度算出部221は、例えば、輪郭抽出によって各ピン122の外周の輪郭を抽出し、その輪郭の中心を求める。角度算出部221は、求めた各中心の位置に対する近似直線を求め、これを直線LPとする。角度算出部221は、直線LPと、点着ヘッド12の移動方向(ここでは、第1シャフト131の長手軸方向(X方向))と平行な直線LNとがなす角度θPを算出する。 The angle calculation unit 221 acquires an image of the spotting head 12 captured by the first imaging unit 14. Based on the captured image, the angle calculation unit 221 generates a straight line L P passing through all the pins 122 arranged in a predetermined direction from the arrangement of the pins 122. In this embodiment, a straight line passing through all the pins 122 arranged approximately parallel to the X direction is generated. For example, the angle calculation unit 221 extracts the contour of the outer periphery of each pin 122 by contour extraction and obtains the center of the contour. The angle calculation unit 221 obtains an approximation line for the position of each obtained center, and sets this as the straight line L P. The angle calculation unit 221 calculates the angle θ P between the straight line L P and a straight line L N parallel to the movement direction of the spotting head 12 (here, the longitudinal axis direction (X direction) of the first shaft 131).

また、角度算出部221は、基板100の凸部102の配列方向と点着ヘッド12の移動方向とがなす角度を算出する。図7は、基板の凸部の配列方向と、点着ヘッドの移動方向とがなす角度の算出について説明する図である。角度算出部221は、第2撮像部15が撮像した、基板100の画像を取得する。角度算出部221は、撮像画像に基づいて、凸部102の配列から、所定の方向に並ぶすべての凸部102を通過する直線LCを生成する。本実施の形態では、点着ヘッド12の配列方向(ここでは、点着位置に配置された際にX方向に並ぶ凸部102の配列方向)対して略平行に並ぶすべての凸部102を通過する直線を生成する。この直線が通過する凸部102の配列方向は、回転テーブル11の中心(中心軸N)から外側に向かう方向である。角度算出部221は、例えば、輪郭抽出によって各凸部102の外周の輪郭を抽出し、その輪郭の中心を求める。角度算出部221は、求めた各中心の位置に対する近似直線を求め、これを直線LCとする。角度算出部221は、直線LCと、点着ヘッド12の移動方向(ここでは、第1シャフト131の長手軸方向(X方向))と平行な直線LNとがなす角度θCを算出する。 The angle calculation unit 221 also calculates the angle between the arrangement direction of the convex portions 102 of the substrate 100 and the moving direction of the spotting head 12. FIG. 7 is a diagram for explaining the calculation of the angle between the arrangement direction of the convex portions of the substrate and the moving direction of the spotting head. The angle calculation unit 221 acquires an image of the substrate 100 captured by the second imaging unit 15. The angle calculation unit 221 generates a straight line L C passing through all the convex portions 102 arranged in a predetermined direction from the arrangement of the convex portions 102 based on the captured image. In this embodiment, a straight line is generated that passes through all the convex portions 102 arranged substantially parallel to the arrangement direction of the spotting head 12 (here, the arrangement direction of the convex portions 102 arranged in the X direction when placed at the spotting position). The arrangement direction of the convex portions 102 through which this straight line passes is the direction from the center (center axis N) of the rotating table 11 toward the outside. The angle calculation unit 221 extracts the contour of the outer periphery of each convex portion 102 by contour extraction, for example, and finds the center of the contour. The angle calculation unit 221 finds an approximation line for each of the found center positions, and sets this line as line L C. The angle calculation unit 221 calculates the angle θ C between line L C and line L N that is parallel to the movement direction of the spotting head 12 (here, the longitudinal axis direction (X direction) of the first shaft 131).

位置決定部222は、角度算出部221が算出した角度θP、θCに基づいて、回転テーブル11の回転位置(点着対象の基板100の配置)、及び、移動機構13による点着ヘッド12の移動位置を決定する。位置決定部222は、角度θPと角度θCとの差分θDを算出する。この差分θDが、X方向における、ピン122の配列方向と、凸部102の配列方向とのずれに相当する。 The position determination unit 222 determines the rotational position of the turntable 11 (the arrangement of the substrate 100 to be spotted) and the movement position of the spotting head 12 by the movement mechanism 13, based on the angles θ P and θ C calculated by the angle calculation unit 221. The position determination unit 222 calculates the difference θ D between the angles θ P and θ C. This difference θ D corresponds to the deviation in the X direction between the arrangement direction of the pins 122 and the arrangement direction of the protrusions 102.

位置決定部222は、基準となる点着位置(例えば図1に示す基準位置PB)からθBだけ回転テーブル11を回転させた位置を、点着対象の基板100の位置に決定する。すなわち、位置決定部222は、角度θPと角度θCとの差(差分θD)が最小となる回転テーブル11の回転角度(θB)を決定する。これにより、ピン122の配列方向と、凸部102の配列方向とを平行にすることができる。回転テーブル11の回転に係る特性や、移動機構13の駆動に係る特性、また凸部の配列領域、凸部上端の面積に応じて、回転角度(θB)を例えばθD±0.1°となる範囲で設定してもよい。さらに好ましくは、θD±0.06°となる範囲で設定してもよい。 The position determination unit 222 determines the position of the substrate 100 to be the target of spotting, which is the position obtained by rotating the turntable 11 by θ B from the reference spotting position (for example, the reference position P B shown in FIG. 1). That is, the position determination unit 222 determines the rotation angle (θ B ) of the turntable 11 at which the difference (difference θ D ) between the angle θ P and the angle θ C is minimum. This allows the arrangement direction of the pins 122 and the arrangement direction of the protrusions 102 to be parallel. Depending on the characteristics related to the rotation of the turntable 11, the characteristics related to the drive of the moving mechanism 13, the arrangement area of the protrusions, and the area of the upper ends of the protrusions, the rotation angle (θ B ) may be set, for example, within a range of θ D ±0.1°. More preferably, it may be set within a range of θ D ±0.06°.

また、位置決定部222は、回転テーブル11の回転後の基板100の上方の位置を、点着ヘッド12を配置する位置として決定する。点着処理装置10には仮想的に座標空間が設定されており、位置決定部222は、点着位置に配置される基板100のXY座標においてZ方向に所定の距離だけ上部に位置する座標を、点着ヘッド12の位置として決定する。ここで、基板や点着ヘッド12の座標とは、各部材の代表点が位置する座標をさす。
なお、位置決定部222は、撮像画像における基板100の位置や向きに応じて、点着ヘッド12の位置(座標)を補正してもよい。
Furthermore, the position determination unit 222 determines a position above the substrate 100 after the rotation of the turntable 11 as a position for placing the spotting head 12. A virtual coordinate space is set in the spotting processing device 10, and the position determination unit 222 determines coordinates located a predetermined distance above in the Z direction in the XY coordinates of the substrate 100 placed at the spotting position as the position of the spotting head 12. Here, the coordinates of the substrate and the spotting head 12 refer to the coordinates where the representative points of each component are located.
The position determination unit 222 may correct the position (coordinates) of the spotting head 12 depending on the position and orientation of the substrate 100 in the captured image.

続いて、製造装置1におけるスポット溶液の点着処理の流れについて、図8を参照して説明する。図8は、本発明の一実施の形態に係る分析チップの製造装置におけるスポット溶液の点着処理について説明するフローチャートである。Next, the flow of the spotting process of the spot solution in the manufacturing apparatus 1 will be described with reference to Figure 8. Figure 8 is a flowchart illustrating the spotting process of the spot solution in an analytical chip manufacturing apparatus according to one embodiment of the present invention.

まず、基板100は、表面処理が施され、その後回転テーブル11に載置される。表面処理では、選択結合性物質を基板表面に固定化するために必要な官能基導入等の処理が行われる。例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)製の基板の場合は、アルカリ性水溶液によるPMMAの側鎖の加水分解が実施される。First, the substrate 100 is subjected to a surface treatment and then placed on the rotating table 11. In the surface treatment, processes such as the introduction of functional groups required for immobilizing the selective binding substance on the substrate surface are carried out. For example, in the case of a substrate made of polymethyl methacrylate (PMMA), hydrolysis of the PMMA side chains is carried out using an alkaline aqueous solution.

製造装置1では、ピン122の配列方向を検出するため、第1撮像部14が、点着ヘッド12の画像を撮像する(ステップS101)。In the manufacturing apparatus 1, in order to detect the arrangement direction of the pins 122, the first imaging unit 14 captures an image of the spotting head 12 (step S101).

その後、角度算出部221は、点着ヘッド12の撮像画像に基づいて、ピン122の配列方向を検出する(ステップS102)。角度算出部221は、上述したようにして、ピン122の配列から、所定の方向に並ぶすべてのピン122を通過する直線LPを生成する(図6参照)。 Thereafter, the angle calculation unit 221 detects the arrangement direction of the pins 122 based on the captured image of the spotting head 12 (step S102). As described above, the angle calculation unit 221 generates a straight line L P that passes through all the pins 122 that are arranged in a predetermined direction from the arrangement of the pins 122 (see FIG. 6 ).

角度算出部221は、生成した直線LPと、点着ヘッド12の移動方向と平行な直線LNとがなす角度θP(配列角度)を算出する(ステップS103)。ステップS103において算出した配列角度を記憶部23に記憶し、点着ヘッド12が交換されるまで、当該配列角度を使用することが可能である。 The angle calculation unit 221 calculates the angle θ P (arrangement angle) between the generated straight line L P and a straight line L N parallel to the movement direction of the spotting head 12 (step S103). The arrangement angle calculated in step S103 is stored in the memory unit 23, and the arrangement angle can be used until the spotting head 12 is replaced.

ここで、制御部24は、回転テーブル11に載置された複数の基板100に対し、点着処理番号nを付す。番号nは、回転テーブル11に載置された基板100の数に相当する。番号nの最大値をnMAXとすると、本実施の形態ではnMAX=8となる(図1参照)。制御部24は、点着処理対象の番号nをn=1に設定する(ステップS104)。駆動部21は、制御部24の制御のもと、回転テーブル11を回転させて、n=1の基板100を基準位置(基準位置PB)に移動させる。なお、この際に回転テーブル11に載置される基板100は、スポット溶液が未塗布の基板である。 Here, the control unit 24 assigns a spotting process number n to the multiple substrates 100 placed on the turntable 11. The number n corresponds to the number of substrates 100 placed on the turntable 11. If the maximum value of the number n is n MAX , in this embodiment, n MAX = 8 (see FIG. 1). The control unit 24 sets the number n of the substrate to be spotted to n = 1 (step S104). Under the control of the control unit 24, the drive unit 21 rotates the turntable 11 to move the substrate 100 with n = 1 to a reference position (reference position P B ). Note that the substrate 100 placed on the turntable 11 at this time is a substrate on which the spotting solution has not been applied.

ステップS105において、角度算出部221は、n番目の基板100の凸部102の配列方向の配列方向を検出する。この際、第2撮像部15は、基板100の画像を撮像する。角度算出部221は、撮像画像に基づいて、凸部102の配列から、所定の方向に並ぶすべての凸部102を通過する直線LCを生成する(図7参照)。 In step S105, the angle calculation unit 221 detects the arrangement direction of the convex portions 102 of the n-th substrate 100. At this time, the second imaging unit 15 captures an image of the substrate 100. Based on the captured image, the angle calculation unit 221 generates a straight line L C that passes through all the convex portions 102 lined up in a predetermined direction from the arrangement of the convex portions 102 (see FIG. 7 ).

角度算出部221は、生成した直線LCと、点着ヘッド12の移動方向と平行な直線LNとがなす角度θCを算出する(ステップS106)。 The angle calculation unit 221 calculates the angle θ C between the generated straight line L C and a straight line L N parallel to the moving direction of the spotting head 12 (step S106).

その後、位置決定部222が、角度算出部221が算出した角度θP、θCに基づいて、n番目の基板100の配置(回転テーブル11の回転角度)、及び、移動機構13による点着ヘッド12の配置(移動位置)を決定する(ステップS107)。位置決定部222は、基準位置PBから角度θPと角度θCとの差分θDが最小となる回転角度で回転テーブル11を回転させた位置を、点着対象の基板100の位置に決定する。また、位置決定部222は、差分θDが最小となる回転角度で回転後の基板100の上方の位置を、点着ヘッド12を配置する位置として決定し、記憶部23に記録する。 Thereafter, the position determination unit 222 determines the position of the nth substrate 100 (the rotation angle of the turntable 11) and the position of the spotting head 12 (movement position) by the movement mechanism 13 based on the angles θ P and θ C calculated by the angle calculation unit 221 (step S107). The position determination unit 222 determines the position of the substrate 100 to be spotted as the position of the turntable 11 rotated from the reference position P B by a rotation angle at which the difference θ D between the angles θ P and θ C is minimum. The position determination unit 222 also determines the position above the substrate 100 after rotation by the rotation angle at which the difference θ D is minimum as the position at which the spotting head 12 is to be positioned, and records this in the memory unit 23.

次に、制御部24は、基板100の番号nの値を1増やす(ステップS108)。Next, the control unit 24 increments the value of the number n of the substrate 100 by 1 (step S108).

その後、制御部24は、再設定後の番号nが、最大値nMAX(ここではn=8)より大きいか否かを判断する(ステップS109)。制御部24は、nがnMAX以下であると判断した場合(ステップS109:No)、ステップS105に戻り、再設定後の番号nに対応する基板100への処理を実行する。これに対し、制御部24は、nがnMAXより大きいと判断した場合(ステップS109:Yes)、回転テーブル11に載置されたすべての基板100において、制御部24は、点着処理を実施する(ステップS110)。駆動部21は、点着ヘッド12をスポット溶液保持部16に移動させて、ピン122にスポット溶液を付着させる(図4参照)。ピン122にスポット溶液を付着させた後、制御部24の制御のもと、点着対象の基板100に応じて回転テーブル11を回転させ、移動機構13によって点着ヘッド12を移動させることによって、n番目の基板100、及び、点着ヘッド12を、ステップS107において決定された位置(記憶部23に記録された位置)に配置する。制御部24は、基板100及び点着ヘッド12を配置後、点着ヘッド12をZ方向に下して、凸部102にスポット溶液を接触させて点着する(図5参照)。制御部24は、上述した処理を、予め設定された順(例えば、n=1、2、3、・・・、n)に各基板100の点着処理を実施する。
また、ステップS109においてnがnMAXより大きいと判断された場合(ステップS109:Yes)、ステップS110に移行する前に、記憶部23に記録した位置において、再度、第2撮像部15により凸部の配列方向の検出を行い、記憶部23に記録された位置が適切であるか否かを確認する位置確認ステップを加えることもできる。
Thereafter, the control unit 24 judges whether the reset number n is greater than the maximum value n MAX (here, n=8) (step S109). When the control unit 24 judges that n is equal to or less than n MAX (step S109: No), the control unit 24 returns to step S105 and executes processing on the substrate 100 corresponding to the reset number n. On the other hand, when the control unit 24 judges that n is greater than n MAX (step S109: Yes), the control unit 24 executes spotting processing on all substrates 100 placed on the turntable 11 (step S110). The driving unit 21 moves the spotting head 12 to the spot solution holder 16 and applies the spot solution to the pins 122 (see FIG. 4). After the spot solution is applied to the pins 122, under the control of the control unit 24, the turntable 11 is rotated according to the substrate 100 to be spotted, and the spotting head 12 is moved by the moving mechanism 13, so that the n-th substrate 100 and the spotting head 12 are positioned at the position determined in step S107 (the position recorded in the memory unit 23). After positioning the substrate 100 and the spotting head 12, the control unit 24 lowers the spotting head 12 in the Z direction to bring the spot solution into contact with the convex portion 102 and spot the solution (see FIG. 5). The control unit 24 performs the above-mentioned process on each substrate 100 in a preset order (for example, n=1, 2, 3, ..., n).
Furthermore, if it is determined in step S109 that n is greater than n MAX (step S109: Yes), before proceeding to step S110, a position confirmation step can be added in which the second imaging unit 15 detects the arrangement direction of the convex portions again at the position recorded in the memory unit 23 to confirm whether the position recorded in the memory unit 23 is appropriate.

上述した実施の形態では、点着ヘッド12に配設されるピン122の配列方向と、基板100の凸部102の配列方向を検出し、各配列方向が揃う位置に回転テーブル11、及び点着ヘッド12を移動させて点着処理を実施するようにした。本実施の形態によれば、各ピン122の位置と、凸部102の位置との位置ずれの発生を抑制した点着処理が実施されるため、複数のピンを用いて複数の凸部にスポット溶液を点着する際に、スポット溶液を各凸部に確実に点着することができる。In the above-described embodiment, the arrangement direction of the pins 122 arranged on the spotting head 12 and the arrangement direction of the convex portions 102 of the substrate 100 are detected, and the rotating table 11 and the spotting head 12 are moved to a position where the arrangement directions are aligned to perform the spotting process. According to this embodiment, the spotting process is performed in a manner that suppresses misalignment between the positions of the pins 122 and the positions of the convex portions 102. Therefore, when spotting solution onto multiple convex portions using multiple pins, the spot solution can be reliably spotted onto each convex portion.

なお、上述した実施の形態において、スポット溶液との接触によって凸部の上端面にスポット溶液を付着させるピンに代えて、インクジェット法によって、内部からスポット溶液を吐出するノズルを用いて、凸部102にスポット溶液を点着するようにしてもよい。In the above-described embodiment, instead of using a pin that applies the spot solution to the upper end surface of the convex portion by contact with the spot solution, a nozzle that ejects the spot solution from the inside by an inkjet method may be used to apply the spot solution to the convex portion 102.

また、上述した実施の形態では、ピン122の画像、凸部102の画像からそれぞれの配列方向を検出する例を説明したが、保持部121やベース部101に、ピン122及び凸部102の配列方向を示す標識部を設け、この標識部を検出して各配列方向を検出するようにしてもよい。標識部は、配列方向を検出することが可能であれば、文字でもよいし、四角(□)、丸(〇)、直線(-)等の図や、これらの組み合わせであってもよい。In the above-mentioned embodiment, an example was described in which the arrangement directions of the pins 122 and the protrusions 102 were detected from their images, but it would also be possible to provide the holding unit 121 or the base unit 101 with indicators indicating the arrangement directions of the pins 122 and the protrusions 102, and to detect each arrangement direction by detecting these indicators. The indicators may be characters, or may be figures such as a square (□), a circle (◯), or a straight line (-), or a combination of these, as long as it is possible to detect the arrangement direction.

また、上述した実施の形態では、ピン122の本数と、基板100の凸部102の数とが同じであり、一回の点着処理で、一つの基板100に対する点着が完了する例を説明したが、ピン122の本数が凸部102の数よりも少ない場合は、点着ヘッド12を基板100に対して往復させればよく、ピン122の本数が凸部102の数よりも多い場合は、スポット溶液保持部のプレート161が収容するスポット溶液の配置を、凸部に合せる等して、スポット溶液を付着させるピン122を制御すればよい。In addition, in the above-mentioned embodiment, an example was described in which the number of pins 122 and the number of convex portions 102 of the substrate 100 are the same, and spotting on one substrate 100 is completed in one spotting process. However, if the number of pins 122 is fewer than the number of convex portions 102, the spotting head 12 can be moved back and forth relative to the substrate 100. If the number of pins 122 is greater than the number of convex portions 102, the arrangement of the spot solution contained in the plate 161 of the spot solution holding unit can be adjusted to match the convex portions, and the pins 122 that apply the spot solution can be controlled.

(変形例1)
次に、変形例1について、図9を参照して説明する。図9は、本発明の変形例1に係る分析チップの製造装置の構成を示す図である。変形例1に係る分析チップの製造装置1Aは、上述した分析チップの製造装置1の点着処理装置10に代えて、点着処理装置10Aを備える。分析チップの製造装置1Aにおいて、点着処理装置10A以外の構成は、実施の形態で説明した構成と同様である。
(Variation 1)
Next, modified example 1 will be described with reference to Fig. 9. Fig. 9 is a diagram showing the configuration of an analytical chip manufacturing apparatus according to modified example 1 of the present invention. The analytical chip manufacturing apparatus 1A according to modified example 1 includes a spotting processing apparatus 10A instead of the spotting processing apparatus 10 of the analytical chip manufacturing apparatus 1 described above. In the analytical chip manufacturing apparatus 1A, the configuration other than the spotting processing apparatus 10A is the same as the configuration described in the embodiment.

点着処理装置10Aは、複数の回転テーブル11Aと、点着ヘッド12と、移動機構13と、第1撮像部14と、第2撮像部15と、スポット溶液保持部16と、洗浄部17と、乾燥部18とを備える。第1撮像部14、スポット溶液保持部16、洗浄部17および乾燥部18は、上述した実施の形態と同様である。また、移動機構13は、回転テーブル11Aの配置に応じて第1シャフト131および第2シャフト134の長さが異なる以外は、上述した実施の形態と同様である。The spotting treatment device 10A includes a plurality of rotating tables 11A, a spotting head 12, a moving mechanism 13, a first imaging section 14, a second imaging section 15, a spot solution holding section 16, a cleaning section 17, and a drying section 18. The first imaging section 14, the spot solution holding section 16, the cleaning section 17, and the drying section 18 are the same as those in the above-described embodiment. The moving mechanism 13 is the same as those in the above-described embodiment, except that the lengths of the first shaft 131 and the second shaft 134 differ depending on the arrangement of the rotating table 11A.

回転テーブル11Aは、円板状をなし、一つの基板100を載置する。回転テーブル11Aは、制御装置20の制御のもと、中心軸N1のまわりに回転可能である。図9において、中心軸N1は、紙面と直交する方向(Z方向)に延びる。回転テーブル11Aにおける基板100の載置面は、XY平面と平行である。また、回転テーブル11Aに基板100が載置された状態において、中心軸N1は、基板100を通過する。本変形例1では、中心軸N1が、基板100の重心を通過する例について説明するが、これに限らず、重心からずれた位置を通過してもよい。 The turntable 11A is disk-shaped and has one substrate 100 placed thereon. The turntable 11A is rotatable around a central axis N1 under the control of the control device 20. In FIG. 9, the central axis N1 extends in a direction perpendicular to the paper (Z direction). The surface of the turntable 11A on which the substrate 100 is placed is parallel to the XY plane. In addition, when the substrate 100 is placed on the turntable 11A, the central axis N1 passes through the substrate 100. In this modified example 1, an example in which the central axis N1 passes through the center of gravity of the substrate 100 will be described, but the present invention is not limited to this, and the central axis N1 may pass through a position shifted from the center of gravity.

本変形例1において、第2撮像部15は、各回転テーブル11Aに対して移動可能に設けられる。第2撮像部15は、図示しない移動機構によって移動する。第2撮像部15は、点着ヘッド12に取り付けて、該点着ヘッド12と一緒に移動してもよいし、点着ヘッド12とは別に移動機構13に沿って移動するようにしてもよいし、移動機構13とは別の公知の移動機構を用いてもよい。In this first modified example, the second imaging unit 15 is provided so as to be movable relative to each rotating table 11A. The second imaging unit 15 is moved by a moving mechanism (not shown). The second imaging unit 15 may be attached to the spotting head 12 and move together with the spotting head 12, or may move along the moving mechanism 13 separately from the spotting head 12, or a known moving mechanism other than the moving mechanism 13 may be used.

演算部22は、基板100の画像に基づいて、回転テーブル11Aの回転量を決定する演算処理を実行する。具体的には、角度算出部221が、点着ヘッド12に配設されるピン122の配列方向(上述した直線LPに相当)と点着ヘッド12の移動方向(上述した直線LNに相当)とがなす角度θP1(上述した角度θPに相当)、及び、基板100の凸部102の配列方向(例えば上述した直線LCに相当)と点着ヘッド12の移動方向とがなす角度θC1(上述した角度θCに相当)をそれぞれ算出する。ここで、角度算出部221は、基板100の凸部102の配列方向と点着ヘッド12の移動方向とがなす角度θC1を、回転テーブル11Aごとに算出する。 The calculation unit 22 executes a calculation process to determine the amount of rotation of the rotary table 11A based on the image of the substrate 100. Specifically, the angle calculation unit 221 calculates the angle θ P1 (corresponding to the above-mentioned angle θ P) between the arrangement direction of the pins 122 arranged on the spotting head 12 (corresponding to the above-mentioned straight line L P ) and the movement direction of the spotting head 12 (corresponding to the above-mentioned straight line L N ), and the angle θ C1 (corresponding to the above-mentioned angle θ C ) between the arrangement direction of the convex portions 102 of the substrate 100 (e.g., corresponding to the above-mentioned straight line L C ) and the movement direction of the spotting head 12. Here, the angle calculation unit 221 calculates the angle θ C1 between the arrangement direction of the convex portions 102 of the substrate 100 and the movement direction of the spotting head 12 for each rotary table 11A.

その後、位置決定部222は、角度算出部221が算出した角度に基づいて、回転テーブル11Aの中心軸N1まわりの回転角度を決定する。具体的には、位置決定部222は、角度θP1と角度θC1との差(差分θD1)を算出し、当該差分θD1が最小となる回転テーブル11Aの回転角度(θB1)を決定する。なお、本変形例1において、移動機構13による点着ヘッド12の移動位置は、第2撮像部15が撮像した基板100の画像に基づいて決定される位置である。この移動位置は、例えば基板100の輪郭を抽出し、該輪郭と点着ヘッド12との位置合わせを行って決定される。また、この移動位置は、各回転テーブル11Aの中心軸N1の位置に基づいて回転テーブル11Aごとに決定される。 Thereafter, the position determination unit 222 determines the rotation angle around the central axis N1 of the turntable 11A based on the angle calculated by the angle calculation unit 221. Specifically, the position determination unit 222 calculates the difference (difference θD1 ) between the angle θP1 and the angle θC1 , and determines the rotation angle ( θB1 ) of the turntable 11A at which the difference θD1 is minimum. In this modified example 1, the movement position of the spotting head 12 by the moving mechanism 13 is a position determined based on the image of the substrate 100 captured by the second imaging unit 15. This movement position is determined, for example, by extracting the outline of the substrate 100 and aligning the outline with the spotting head 12. In addition, this movement position is determined for each turntable 11A based on the position of the central axis N1 of each turntable 11A.

点着対象の基板100を載置する回転テーブル11Aは、制御装置20の制御のもと、位置決定部222が決定した回転角度で回転テーブル11Aを回転させる。The rotating table 11A on which the substrate 100 to be spot-applied is placed is rotated at a rotation angle determined by the position determination unit 222 under the control of the control device 20.

移動機構13は、制御装置20の制御のもと、点着ヘッド12を、上述した移動位置に移動させる。移動機構13は、駆動によって、点着ヘッド12を、X方向、Y方向およびZ方向に移動させる。点着ヘッド12は、移動位置においてZ方向に昇降することによって、基板100の凸部102にスポット溶液が点着される。The movement mechanism 13 moves the spotting head 12 to the movement position described above under the control of the control device 20. The movement mechanism 13 drives the spotting head 12 to move in the X, Y, and Z directions. The spotting head 12 moves up and down in the Z direction at the movement position, thereby spotting the spot solution onto the convex portion 102 of the substrate 100.

上述した変形例1では、点着ヘッド12に配設されるピン122の配列方向と、回転テーブル11Aに載置された基板100の凸部102の配列方向を検出し、各配列方向が揃う位置に回転テーブル11Aを回転させて点着処理を実施するようにした。本変形例1によれば、各ピン122の位置と、凸部102の位置との位置ずれの発生を抑制した点着処理が実施されるため、複数のピンを用いて複数の凸部にスポット溶液を点着する際に、スポット溶液を各凸部に確実に点着することができる。In the above-mentioned modified example 1, the arrangement direction of the pins 122 arranged on the spotting head 12 and the arrangement direction of the convex portions 102 of the substrate 100 placed on the rotating table 11A are detected, and the rotating table 11A is rotated to a position where the arrangement directions are aligned to perform the spotting process. According to this modified example 1, the spotting process is performed in a manner that suppresses the occurrence of misalignment between the positions of the pins 122 and the positions of the convex portions 102, so that when spotting solution onto multiple convex portions using multiple pins, the spot solution can be reliably spotted onto each convex portion.

なお、上述した変形例1では、一つの第2撮像部15を、各回転テーブル11Aに対して移動可能に設ける構成を例に説明したが、複数設けてもよいし、第2撮像部15を各回転テーブル11Aに対して個別に設けてもよい。In the above-mentioned variant example 1, a configuration in which one second imaging unit 15 is movably arranged relative to each rotating table 11A has been described as an example, but multiple units may be provided, or the second imaging unit 15 may be provided individually for each rotating table 11A.

(変形例2)
次に、変形例2について、図10を参照して説明する。図10は、本発明の変形例2に係る分析チップの製造装置の構成を模式的に示す図である。変形例2に係る分析チップの製造装置1Bは、上述した分析チップの製造装置1の点着処理装置10に代えて、点着処理装置10Bを備える。分析チップの製造装置1Bにおいて、点着処理装置10B以外の構成は、実施の形態で説明した構成と同様である。
(Variation 2)
Next, modified example 2 will be described with reference to Fig. 10. Fig. 10 is a diagram showing a schematic configuration of an analytical chip manufacturing apparatus according to modified example 2 of the present invention. The analytical chip manufacturing apparatus 1B according to modified example 2 includes a spotting processing apparatus 10B instead of the spotting processing apparatus 10 of the analytical chip manufacturing apparatus 1 described above. In the analytical chip manufacturing apparatus 1B, the configuration other than the spotting processing apparatus 10B is the same as the configuration described in the embodiment.

点着処理装置10Bは、複数の回転テーブル11Bと、回転テーブル11Bを保持する保持テーブル11Cと、点着ヘッド12と、移動機構13と、第1撮像部14と、第2撮像部15と、スポット溶液保持部16と、洗浄部17と、乾燥部18とを備える。第1撮像部14、第2撮像部15、スポット溶液保持部16、洗浄部17および乾燥部18は、上述した実施の形態と同様である。The spotting processing device 10B includes a plurality of rotating tables 11B, a holding table 11C that holds the rotating tables 11B, a spotting head 12, a moving mechanism 13, a first imaging unit 14, a second imaging unit 15, a spot solution holding unit 16, a cleaning unit 17, and a drying unit 18. The first imaging unit 14, the second imaging unit 15, the spot solution holding unit 16, the cleaning unit 17, and the drying unit 18 are the same as those in the above-described embodiment.

回転テーブル11Bは、円板状をなし、一つの基板100を載置する。回転テーブル11Bは、制御装置20の制御のもと、中心軸N2のまわりに回転可能である。図10において、中心軸N2は、紙面と直交する方向(Z方向)に延びる。回転テーブル11Bにおける基板100の載置面は、XY平面と平行である。また、回転テーブル11Bに基板100が載置された状態において、中心軸N2は、基板100を通過する。本変形例2では、中心軸N2が、基板100の重心を通過する例について説明するが、これに限らず、重心からずれた位置を通過してもよい。 The turntable 11B is disk-shaped and has one substrate 100 placed thereon. The turntable 11B can rotate around a central axis N2 under the control of the control device 20. In FIG. 10, the central axis N2 extends in a direction perpendicular to the paper (Z direction). The surface of the turntable 11B on which the substrate 100 is placed is parallel to the XY plane. In addition, when the substrate 100 is placed on the turntable 11B, the central axis N2 passes through the substrate 100. In this modified example 2, an example in which the central axis N2 passes through the center of gravity of the substrate 100 will be described, but the present invention is not limited to this, and the central axis N2 may pass through a position shifted from the center of gravity.

保持テーブル11Cは、円板状をなし、各回転テーブル11Bを中心軸N2のまわりに回転自在に保持する。保持テーブル11Cは、制御装置20の制御のもと、中心軸N3を回転軸として回転可能である。図10において、中心軸N3は、紙面と直交する方向(Z方向)に延びる。保持テーブル11Cにおいて、回転テーブル11Bは、中心軸N3の周りに配置される。この際、中心軸N3は、回転テーブル11Bを通過しない。
保持テーブル11Cは、中心軸N3のまわりに回転することによって、点着対象の基板100が載置された回転テーブル11Bを、第2撮像部15による撮像位置に配置する。撮像位置は、例えば、回転テーブル11Bの中心軸N2が、基準位置PB上に位置するように設定される。本変形例2において、第2撮像部15は、点着ヘッド12が点着を行う位置に配置された基板100の撮像を行う。
The holding table 11C is disk-shaped and holds each rotating table 11B rotatably around a central axis N2 . The holding table 11C is rotatable around a central axis N3 as a rotation axis under the control of the control device 20. In Fig. 10, the central axis N3 extends in a direction perpendicular to the paper surface (Z direction). In the holding table 11C, the rotating table 11B is disposed around the central axis N3 . In this case, the central axis N3 does not pass through the rotating table 11B.
The holding table 11C rotates about the central axis N3 to position the turntable 11B, on which the substrate 100 to be spotted is placed, at a position for imaging by the second imaging unit 15. The imaging position is set, for example, so that the central axis N2 of the turntable 11B is located on the reference position P B. In this modified example 2, the second imaging unit 15 images the substrate 100 placed at a position where the spotting head 12 will perform spotting.

変形例2において、演算部22は、基板100の画像に基づいて、回転テーブル11Bの回転量や、移動機構13による点着ヘッド12の配置を決定する演算処理を実行する。具体的には、変形例1と同様にして、位置決定部222が、点着位置に配置された回転テーブル11B上の基板100について、角度θP1と角度θC1との差(差分θD1)を算出し、当該差分θD1が最小となる回転テーブル11Bの回転角度(θB1)を決定する。 In the second modification, the calculation unit 22 executes a calculation process to determine the amount of rotation of the turntable 11B and the position of the spotting head 12 by the moving mechanism 13, based on an image of the substrate 100. Specifically, similar to the first modification, the position determination unit 222 calculates the difference (difference θ D1 ) between the angle θ P1 and the angle θ C1 for the substrate 100 on the turntable 11B placed at the spotting position, and determines the rotation angle (θ B1 ) of the turntable 11B at which the difference θ D1 is minimum.

点着対象の基板100を載置する回転テーブル11Bは、制御装置20の制御のもと、位置決定部222が決定した回転角度で回転テーブル11Bを回転させる。The rotating table 11B on which the substrate 100 to be spot-applied is placed is rotated at a rotation angle determined by the position determination unit 222 under the control of the control device 20.

移動機構13は、制御装置20の制御のもと、点着ヘッド12を移動させる。移動機構13は、駆動によって、点着ヘッド12を、X方向、Y方向及びZ方向に移動させる。点着ヘッド12は、基準位置PB上に位置する回転テーブル11Bに対してZ方向に昇降することによって、基板100の凸部102にスポット溶液が点着される。 The movement mechanism 13 moves the spotting head 12 under the control of the control device 20. The movement mechanism 13 drives the spotting head 12 to move in the X, Y, and Z directions. The spotting head 12 moves up and down in the Z direction relative to the rotating table 11B located on the reference position P B , thereby spotting the spot solution onto the convex portions 102 of the substrate 100.

上述した変形例2では、点着ヘッド12に配設されるピン122の配列方向と、回転テーブル11Bに載置された基板100の凸部102の配列方向を検出し、各配列方向が揃う位置に回転テーブル11Bを回転させて点着処理を実施するようにした。本変形例2によれば、各ピン122の位置と、凸部102の位置との位置ずれの発生を抑制した点着処理が実施されるため、複数のピンを用いて複数の凸部にスポット溶液を点着する際に、スポット溶液を各凸部に確実に点着することができる。In the above-mentioned modified example 2, the arrangement direction of the pins 122 arranged on the spotting head 12 and the arrangement direction of the convex portions 102 of the substrate 100 placed on the rotating table 11B are detected, and the rotating table 11B is rotated to a position where the arrangement directions are aligned to perform the spotting process. According to this modified example 2, the spotting process is performed in a manner that suppresses the occurrence of misalignment between the positions of the pins 122 and the positions of the convex portions 102, so that when spotting solution onto multiple convex portions using multiple pins, the spot solution can be reliably spotted onto each convex portion.

(変形例3)
次に、変形例3について、図11を参照して説明する。図11は、本発明の変形例3に係る分析チップの製造装置の構成を模式的に示す図である。変形例3に係る分析チップの製造装置1Cは、上述した分析チップの製造装置1の点着処理装置10に代えて、点着処理装置10Cを備える。分析チップの製造装置1Cにおいて、点着処理装置10C以外の構成は、実施の形態で説明した構成と同様である。
(Variation 3)
Next, modified example 3 will be described with reference to Fig. 11. Fig. 11 is a diagram showing a schematic configuration of an analytical chip manufacturing apparatus according to modified example 3 of the present invention. The analytical chip manufacturing apparatus 1C according to modified example 3 includes a spotting processing apparatus 10C instead of the spotting processing apparatus 10 of the analytical chip manufacturing apparatus 1 described above. In the analytical chip manufacturing apparatus 1C, the configuration other than the spotting processing apparatus 10C is the same as the configuration described in the embodiment.

点着処理装置10Cは、複数の回転テーブル11Bと、回転テーブル11Bを保持する保持テーブル11Dと、点着ヘッド12と、移動機構13と、第1撮像部14と、第2撮像部15と、スポット溶液保持部16と、洗浄部17と、乾燥部18とを備える。回転テーブル11B、第1撮像部14、第2撮像部15、スポット溶液保持部16、洗浄部17および乾燥部18は、上述した実施の形態と同様である。The spotting processing device 10C includes a plurality of rotating tables 11B, a holding table 11D that holds the rotating tables 11B, a spotting head 12, a moving mechanism 13, a first imaging section 14, a second imaging section 15, a spot solution holding section 16, a cleaning section 17, and a drying section 18. The rotating table 11B, the first imaging section 14, the second imaging section 15, the spot solution holding section 16, the cleaning section 17, and the drying section 18 are the same as those in the above-described embodiment.

保持テーブル11Dは、Y方向に延び、各回転テーブル11Bを中心軸N2のまわりに回転自在に保持する。保持テーブル11Dは、制御装置20の制御のもと、回転テーブル11BをY方向に移動させる。保持テーブル11Dは、回転テーブル11Bを一方向(図11では下方向)に移動させて、複数の基板100を、点着ヘッド12による点着位置に順次配置する。 The holding table 11D extends in the Y direction and holds each rotating table 11B rotatably around a central axis N2 . The holding table 11D moves the rotating table 11B in the Y direction under the control of the control device 20. The holding table 11D moves the rotating table 11B in one direction (downward in FIG. 11 ) to sequentially position the multiple substrates 100 at the spotting positions by the spotting head 12.

変形例3において、演算部22は、基板100の画像に基づいて、回転テーブル11Bの回転量や、移動機構13による点着ヘッド12の配置を決定する演算処理を実行する。具体的には、変形例1と同様にして、位置決定部222が、点着位置に配置された回転テーブル11B上の基板100について、角度θP1と角度θC1との差(差分θD1)を算出し、当該差分θD1が最小となる回転テーブル11Bの回転角度(θB1)を決定する。 In the third modification, the calculation unit 22 executes calculation processing to determine the amount of rotation of the turntable 11B and the position of the spotting head 12 by the moving mechanism 13, based on the image of the substrate 100. Specifically, similar to the first modification, the position determination unit 222 calculates the difference (difference θ D1 ) between the angle θ P1 and the angle θ C1 for the substrate 100 on the turntable 11B placed at the spotting position, and determines the rotation angle (θ B1 ) of the turntable 11B at which the difference θ D1 is minimum.

点着対象の基板100を載置する回転テーブル11Bは、制御装置20の制御のもと、位置決定部222が決定した回転角度で回転される。The rotating table 11B on which the substrate 100 to be spot-applied is placed is rotated at a rotation angle determined by the position determination unit 222 under the control of the control device 20.

移動機構13は、制御装置20の制御のもと、点着ヘッド12を移動させる。移動機構13は、駆動によって、点着ヘッド12を、X方向、Y方向及びZ方向に移動させる。点着ヘッド12は、基準位置PB上に位置する回転テーブル11Bに対してZ方向に昇降することによって、基板100の凸部102にスポット溶液が点着される。 The movement mechanism 13 moves the spotting head 12 under the control of the control device 20. The movement mechanism 13 drives the spotting head 12 to move in the X, Y, and Z directions. The spotting head 12 moves up and down in the Z direction relative to the rotating table 11B located on the reference position P B , thereby spotting the spot solution onto the convex portions 102 of the substrate 100.

上述した変形例3では、点着ヘッド12に配設されるピン122の配列方向と、回転テーブル11Bに載置された基板100の凸部102の配列方向を検出し、各配列方向が揃う位置に回転テーブル11Bを回転させて点着処理を実施するようにした。本変形例3によれば、各ピン122の位置と、凸部102の位置との位置ずれの発生を抑制した点着処理が実施されるため、複数のピンを用いて複数の凸部にスポット溶液を点着する際に、スポット溶液を各凸部に確実に点着することができる。In the above-mentioned modified example 3, the arrangement direction of the pins 122 arranged on the spotting head 12 and the arrangement direction of the convex portions 102 of the substrate 100 placed on the rotating table 11B are detected, and the rotating table 11B is rotated to a position where the arrangement directions are aligned to perform the spotting process. According to this modified example 3, the spotting process is performed in a manner that suppresses misalignment between the positions of the pins 122 and the positions of the convex portions 102, so that when spotting solution onto multiple convex portions using multiple pins, the spot solution can be reliably spotted onto each convex portion.

回転テーブル11Bを移動させる保持テーブル11Dは、変形例2、3に係る構成に限らず、回転テーブル11BをX方向に移動させる構成や、一部が湾曲した経路で回転テーブル11Bを移動させる構成等を採用することができる。The holding table 11D that moves the rotating table 11B is not limited to the configurations of variants 2 and 3, and may be configured to move the rotating table 11B in the X direction or to move the rotating table 11B along a partially curved path.

本発明に係る分析チップの製造装置、分析チップの製造装置の作動方法、及び分析チップの製造方法は、複数のピンを用いて複数の凸部にスポット溶液を点着する際に、スポット溶液を各凸部に確実に点着するのに有用である。The analytical chip manufacturing apparatus, the operating method of the analytical chip manufacturing apparatus, and the analytical chip manufacturing method of the present invention are useful for reliably applying spot solution to each convex portion when applying spot solution to multiple convex portions using multiple pins.

1、1A、1B、1C 分析チップの製造装置
10、10A、10B、10C 点着処理装置
11、11A、11B 回転テーブル
11C、11D 保持テーブル
12 点着ヘッド
13 移動機構
14 第1撮像部
15 第2撮像部
16 スポット溶液保持部
17 洗浄部
18 乾燥部
20 制御装置
21 駆動部
22 演算部
23 記憶部
24 制御部
100 基板
101 ベース部
102 凸部
121 保持部
122 ピン
131 第1シャフト
132 第1移動部
133 第2移動部
134 第2シャフト
161 プレート
162 穴部
221 角度算出部
222 位置決定部
REFERENCE SIGNS LIST 1, 1A, 1B, 1C Analytical chip manufacturing apparatus 10, 10A, 10B, 10C Spotting processing apparatus 11, 11A, 11B Rotating table 11C, 11D Holding table 12 Spotting head 13 Moving mechanism 14 First imaging section 15 Second imaging section 16 Spot solution holding section 17 Cleaning section 18 Drying section 20 Control device 21 Driving section 22 Calculation section 23 Memory section 24 Control section 100 Substrate 101 Base section 102 Convex section 121 Holding section 122 Pin 131 First shaft 132 First moving section 133 Second moving section 134 Second shaft 161 Plate 162 Hole 221 Angle calculation section 222 Position determination section

Claims (12)

複数種類の選択結合性物質がそれぞれ個別に塗布される複数の凸部を有する基板を備える分析チップの製造装置であって、
中心軸のまわりに回転する回転テーブルであって、前記選択結合性物質が未塗布の基板が載置される回転テーブルと、
前記選択結合性物質を前記基板上の各凸部に点着させる複数の点着部材を有し、前記回転テーブルの上部に平行に位置する走査平面を移動可能な点着ヘッドと、
前記回転テーブルの回転及び前記点着ヘッドの前記走査平面の移動、並びに前記基板上の凸部への前記選択結合性物質の塗布を、前記基板ごとに制御する制御部と、
を備え、
前記基板上の複数の凸部及び前記点着ヘッドに配置された前記複数の点着部材の少なくとも一部は、いずれも直線上に配列されており、
前記点着ヘッドは、前記走査平面において、互いに交差する二方向に移動可能であり、
前記制御部は、
前記点着ヘッドに配置された前記複数の点着部材を通過する直線と平行な第1の配列方向と、前記点着ヘッドが移動可能な一の方向とがなす第1の角度を演算し、
前記回転テーブルに載置された基板上に配列された複数の凸部を通過する直線と平行であり、前記中心軸から外側に向かって形成される第2の配列方向と、前記点着ヘッドが移動可能な前記一の方向とがなす第2の角度を演算し、
前記第1の角度と前記第2の角度との差が最小になるように前記回転テーブルを回転させる、
ことによって、
前記回転テーブルの中心軸方向からみて、前記点着ヘッドの各点着部材と当該各点着部材に対応する前記基板上の凸部とが重なり合う位置に、前記回転テーブルを回転せ、各凸部に前記選択結合性物質を塗布させる、
ことを特徴とする分析チップの製造装置。
An analytical chip manufacturing apparatus comprising a substrate having a plurality of convex portions on which a plurality of types of selective binding substances are individually applied,
a rotating table that rotates about a central axis, on which a substrate not coated with the selective binding substance is placed;
a spotting head having a plurality of spotting members for spotting the selective binding substance on each of the convex portions on the substrate, the spotting head being movable on a scanning plane positioned parallel to an upper portion of the rotary table;
a control unit that controls, for each of the substrates, the rotation of the rotary table, the movement of the deposition head in the scanning plane, and the application of the selective binding substance to the convex portions on the substrate;
Equipped with
At least a portion of the plurality of convex portions on the substrate and the plurality of spotting members disposed on the spotting head are both arranged on a straight line,
the spotting head is movable in two directions intersecting each other on the scanning plane;
The control unit is
Calculating a first angle between a first arrangement direction parallel to a straight line passing through the plurality of spotting members arranged on the spotting head and one direction in which the spotting head can move;
calculating a second angle between a second arrangement direction that is parallel to a straight line passing through a plurality of convex portions arranged on the substrate placed on the rotary table and that is formed from the central axis toward an outside and the one direction in which the deposition head is movable;
rotating the rotary table so that a difference between the first angle and the second angle is minimized;
By doing so,
the rotary table is rotated to a position where each spotting member of the spotting head overlaps with a convex portion on the substrate corresponding to each spotting member when viewed from the central axis direction of the rotary table, and the selective binding substance is applied to each convex portion;
An analytical chip manufacturing apparatus comprising:
前記点着ヘッドを撮像する第1の撮像部と、
前記回転テーブルに載置された前記基板を撮像する第2の撮像部と、
を備え、
前記制御部は、
前記第1の撮像部が撮像した第1の画像に基づいて、前記第1の配列方向を検出し、
前記第2の撮像部が撮像した第2の画像に基づいて、前記第2の配列方向を検出する、
ことを特徴とする請求項に記載の分析チップの製造装置。
A first imaging unit that images the spotting head;
A second imaging unit that captures an image of the substrate placed on the turntable;
Equipped with
The control unit is
Detecting the first arrangement direction based on a first image captured by the first imaging unit;
detecting the second array direction based on a second image captured by the second imaging unit;
2. The analytical chip manufacturing apparatus according to claim 1 .
前記制御部は、
前記第1の画像に基づいて前記点着ヘッドの前記複数の点着部材の位置を検出することによって、前記第1の配列方向を検出する、
ことを特徴とする請求項に記載の分析チップの製造装置。
The control unit is
detecting the first arrangement direction by detecting positions of the plurality of spotting members of the spotting head based on the first image;
3. The analytical chip manufacturing apparatus according to claim 2 .
前記制御部は、
前記第2の画像に基づいて前記基板上の複数の凸部の位置を検出することによって、前記第2の配列方向を検出する、
ことを特徴とする請求項に記載の分析チップの製造装置。
The control unit is
detecting the second arrangement direction by detecting positions of a plurality of convex portions on the substrate based on the second image;
3. The analytical chip manufacturing apparatus according to claim 2 .
前記制御部は、
前記第2の画像に基づいて前記基板上に形成される標識部を検出することによって、前記第2の配列方向を検出する、
ことを特徴とする請求項に記載の分析チップの製造装置。
The control unit is
detecting the second arrangement direction by detecting a mark portion formed on the substrate based on the second image;
3. The analytical chip manufacturing apparatus according to claim 2 .
前記回転テーブルには、複数の前記基板が載置され、
各基板は、前記回転テーブルの前記中心軸が通過する位置とは異なる位置に載置される、
ことを特徴とする請求項1に記載の分析チップの製造装置。
A plurality of the substrates are placed on the rotating table,
Each substrate is placed at a position different from a position through which the central axis of the rotary table passes.
2. The analytical chip manufacturing apparatus according to claim 1 .
複数の前記回転テーブルが設けられ、
各回転テーブルには、一つの前記基板が載置される、
ことを特徴とする請求項1に記載の分析チップの製造装置。
A plurality of the rotary tables are provided,
One of the substrates is placed on each of the rotary tables.
2. The analytical chip manufacturing apparatus according to claim 1 .
前記回転テーブルに載置された基板には、前記回転テーブルの前記中心軸が通過する、
ことを特徴とする請求項に記載の分析チップの製造装置。
The central axis of the rotary table passes through the substrate placed on the rotary table.
The analytical chip manufacturing apparatus according to claim 7 .
前記回転テーブルの前記中心軸は、前記基板の重心を通過する、
ことを特徴とする請求項に記載の分析チップの製造装置。
the central axis of the rotary table passes through the center of gravity of the substrate;
The analytical chip manufacturing apparatus according to claim 8 .
各回転テーブルを各々の中心軸のまわりに回転自在に保持する保持テーブル、
を備えることを特徴とする請求項に記載の分析チップの製造装置。
a holding table for holding each of the rotary tables so as to be rotatable about its respective central axis;
The analytical chip manufacturing apparatus according to claim 7 , further comprising:
複数種類の選択結合性物質がそれぞれ個別に塗布される複数の凸部を有する基板を備える分析チップの製造装置であって、中心軸のまわりに回転する回転テーブルであって、前記選択結合性物質が未塗布の基板が載置される回転テーブルと、前記選択結合性物質を前記基板上の各凸部に点着させる複数の点着部材を有し、前記回転テーブルの上部に平行に位置する走査平面を移動可能な点着ヘッドと、前記回転テーブルの回転及び前記点着ヘッドの前記走査平面の移動並びに各凸部への前記選択結合性物質の塗布を制御する制御部と、を備える製造装置の作動方法であって、
前記基板上の複数の凸部及び前記点着ヘッドに配置された前記複数の点着部材の少なくとも一部は、いずれも直線上に配列されており、
前記点着ヘッドは、前記走査平面において、互いに交差する二方向に移動可能であり、
前記制御部が、
前記点着ヘッドに配置された前記複数の点着部材を通過する直線と平行な第1の配列方向と、前記点着ヘッドが移動可能な一の方向とがなす第1の角度を演算し、
前記回転テーブルに載置された基板上に配列された複数の凸部を通過する直線と平行であり、前記中心軸から外側に向かって形成される第2の配列方向と、前記点着ヘッドが移動可能な前記一の方向とがなす第2の角度を演算し、
前記第1の角度と前記第2の角度との差が最小になるように前記回転テーブルを回転させる、
ことによって、
前記回転テーブルの中心軸方向からみて、前記点着ヘッドの各点着部材と当該各点着部材に対応する前記基板上の凸部とが重なる位置への前記回転テーブルの回転、及び各凸部に前記選択結合性物質を塗布させる処理を前記基板ごとに実行する、
ことを特徴とする分析チップの製造装置の作動方法。
An analytical chip manufacturing apparatus having a substrate with a plurality of convex portions on which a plurality of types of selective binding substances are individually applied, the manufacturing apparatus comprising: a turntable that rotates about a central axis, on which a substrate not coated with the selective binding substance is placed; a spotting head having a plurality of spotting members that spot the selective binding substance onto each of the convex portions on the substrate and capable of moving on a scanning plane that is positioned parallel to an upper portion of the turntable; and a control unit that controls the rotation of the turntable, the movement of the spotting head on the scanning plane, and the application of the selective binding substance to each of the convex portions, the manufacturing apparatus comprising:
At least a portion of the plurality of convex portions on the substrate and the plurality of spotting members disposed on the spotting head are both arranged on a straight line,
the spotting head is movable in two directions intersecting each other on the scanning plane;
The control unit:
Calculating a first angle between a first arrangement direction parallel to a straight line passing through the plurality of spotting members arranged on the spotting head and one direction in which the spotting head can move;
calculating a second angle between a second arrangement direction that is parallel to a straight line passing through a plurality of convex portions arranged on the substrate placed on the rotary table and that is formed from the central axis toward an outside and the one direction in which the deposition head is movable;
rotating the rotary table so that a difference between the first angle and the second angle is minimized;
By doing so,
rotating the rotary table to a position where each spotting member of the spotting head overlaps with a convex portion on the substrate corresponding to each spotting member when viewed from the central axis direction of the rotary table , and applying the selective binding substance to each convex portion for each substrate;
A method for operating an analytical chip manufacturing apparatus comprising the steps of:
複数種類の選択結合性物質を、選択結合性物質が未塗布の基板上の各凸部に個別に塗布させる複数の点着部材を有し、前記基板が載置される回転テーブルの上部に平行に位置する走査平面において、互いに交差する二方向に移動可能な点着ヘッドを用いて分析チップを製造する分析チップの製造方法において、
前記基板上の複数の凸部及び前記点着ヘッドに配置された前記複数の点着部材の少なくとも一部は、いずれも直線上に配列されており、
前記点着ヘッドに配置された前記複数の点着部材を通過する直線と平行な第1の配列方向、および、前記点着ヘッドが移動可能な一の方向がなす第1の角度と、前記回転テーブルに載置された基板上に配列された複数の凸部を通過する直線と平行であり、前記中心軸から外側に向かって形成される第2の配列方向、および、前記点着ヘッドが移動可能な前記一の方向がなす第2の角度との差が最小になるような、前記基板が載置される前記回転テーブルの中心軸方向からみて、着ヘッドの各点着部材と当該各点着部材に対応する前記基板上の凸部とが重なる位置への前記回転テーブルの回転並びに各凸部に前記選択結合性物質を塗布させる処理を前記基板ごとに実行する、
ことを特徴とする分析チップの製造方法。
A method for manufacturing an analytical chip, comprising the steps of: applying a plurality of spotting members to respective convex portions of a substrate on which the selective binding substances have not been applied, the method comprising the steps of: manufacturing an analytical chip using a spotting head movable in two directions intersecting each other on a scanning plane parallel to an upper portion of a rotary table on which the substrate is placed;
At least a portion of the plurality of convex portions on the substrate and the plurality of spotting members disposed on the spotting head are both arranged on a straight line,
a first arrangement direction parallel to a line passing through the plurality of spotting members arranged on the spotting head and a first angle formed by a direction in which the spotting head can move, a second arrangement direction parallel to a line passing through the plurality of convex portions arranged on the substrate placed on the turntable and formed from the central axis toward the outside, and a second angle formed by the direction in which the spotting head can move, the second arrangement direction being parallel to a line passing through the plurality of convex portions arranged on the substrate placed on the turntable and formed from the central axis toward the outside, the second arrangement direction being parallel to a line passing through the plurality of convex portions arranged on the substrate placed on the turntable, and the first angle formed by the direction in which the spotting head can move, the second arrangement direction being parallel to a line passing through the plurality of convex portions arranged on the substrate placed on the turntable and formed from the central axis toward the outside , the second arrangement direction being parallel to a line passing through the plurality of convex portions arranged on the substrate placed on the turntable, the second arrangement direction being ...
A method for producing an analytical chip comprising the steps of:
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