KR20060024808A

KR20060024808A - 시료배열ㆍ집적화 장치, 그 방법, 및 시료 집적체 사용장치

Info

Publication number: KR20060024808A
Application number: KR1020057024370A
Authority: KR
Inventors: 히데지 다지마; 유키코 미야시타; 오사무 세가와
Original assignee: 유니바사루 바이오 리사치 가부시키가이샤
Priority date: 2003-06-20
Filing date: 2004-06-21
Publication date: 2006-03-17
Also published as: US20120053090A1; JPWO2004113918A1; US8034303B2; WO2004113918A1; NO20056072L; US20070178580A1; CN1809751A; ATE556322T1; EP1637881B1; CN1809751B; US8506904B2; EP1637881A4; JP4526481B2; EP1637881A1

Abstract

본 발명은, 시즈배열·집적화 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치에 관한 것으로, 세계 표준규격의 각종 마이크로 플레이트에 적합하고, 효율적이고 신속하게 각종 시료를 배열하여 집적화 할 수 있는 시료배열·집적화 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액을 유지 가능하고, 소정행렬 형상으로 배열된 복수의 유지단을 갖는 배포부와, 시료가 상기 행 또는 열의 배포용의 간격으로 배포되어야 할 끈형상 또는 실형상의 가늘고 긴 형상의 기초부재가 상기 각 유지단과 접촉 가능해지도록, 상기 기초부재가 평면상에 있어서 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 배열되도록 권장되는 평면을 갖는 권장체를 갖도록 구성한다.

Description

시료배열ㆍ집적화 장치, 그 방법, 및 시료 집적체 사용장치{SAMPLE ARRAYING/ASSEMBLING DEVICE, ITS METHOD, AND APPARATUS USING SAMPLE ASSEMBLY}

본 발명은, 시료배열ㆍ집적화 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치에 관한 것으로, 상세하게는, 여러 가지의 시료를 원기둥부의 입체의 표면에 배열시키는 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치에 관한. 것이다. 본 발명은, 예를 들면, 핵산, 폴리 뉴클레오티드, 올리고 뉴클레오티드, 단백질, 당류, 면역물질 등의 여러 가지의 생체물질을 함유하는 시료를 배열한 원기둥형상 등의 입체형상의 어레이를 제조하기 위해서 사용하고, 이와 같이 배열한 여러 가지의 시료를 이용하여 실시하는 검사처리를 필요로 하는 분야, 예를 들면, 생화학을 포함하는 화학, 의료, 보건, 약제, 식품, 농산, 축산, 수산, 공학 등의 각 분야에서 특히 유용하다.

종래, 수천의 여러 종류의 다른 유전자 검체나, 여러 종류의 올리고 뉴클레오티드 등의 생체물질을 평면상에 배열한 평면형상의 어레이를 검사나 시료에 이용하는 경우가 많아지고 있다(일본 특표평 10-503341호 공보, 미국 특허 5807522호, 일본 특개평 11-187900호, 미국특허 6221653호, 미국 특허 5744305호). 예를 들면, 미지의 목적 생체물질의 염기배열을 결정하기 위해서는, 상기 평면형상 어레이에 여러 종류의 올리고 뉴클레오티드를 배열한 것을 준비하여, 목적 생체물질인 DNA 단편을 형광물질 등으로 표식화하고, 상기 DNA 단편이 결합한 상기 평면형상의 어레이 상의 상기 형광의 발광이 검출된 위치를 특정하여, 그 검출위치로부터 목적 생체물질의 염기배열구조를 결정한다. 이 평면형상 어레이에 상기 올리고 뉴클레오티드 등의 시료를 배열시키기 위해서는, 예를 들면, 상기 검체 등의 시료가 현탁(懸濁)하는 용액을 수용하는 용기로부터, 소량의 용액을 꺼내, 해당하는 평면상의 스포팅(spot) 위치에 이송하여, 1개 1개 액체를 표면에 접촉시키는 것에 의해서 실시하고 있었다(미국 특허 제 6040193호).

한편, 본원 발명자는, 상기 평면형상의 어레이를 대신하는 것으로서, 실형상, 끈형상 등의 가늘고 긴 형상으로 형성된 기초부재와, 그 기초부재의 길이방향에 따라서 고정한 각종의 생체물질을 포함하는 시료를 갖고, 상기 기초부재는 감아서 장착되어 각종 생체물질과 그 고정위치가 대응되는 시료집적체를 개발했다(WO 01/61361 Al, WO 01/53831 Al, WO 01/69249 Al, WO 02/63300 Al). 상기 실형상, 끈형상 등의 기초부재에 상기 생체물질을 배치하기 위해서는, 예를 들면, 상기 끈형상 기초부재를, 소정 경로를 따라서 배치하고, 또는 주행시키면서, 검체 등의 시료가 현탁하는 용액을 수용하는 용기로부터, 소량의 용액을 해당하는 위치에 배치하는 경우가 있었다(국제출원 PCT/JP03/06618).

그런데, 통상, 스포팅용의 각종의 시료를 함유하는 용액은, 세계적인 표준규격인 96웰(well) 마이크로 플레이트(9mm 피치), 384웰 마이크로 플레이트(4.5mm피치), 또는 1536웰 마이크로 플레이트(2.25mm 피치)에 수용한다. 이러한 각 웰(well)내에 핀을 삽입하여, 수용되고 있는 용액을 부착하고, 시료를 배열할 유리 플레이트상에까지 이송하여, 상기 핀형상의 도포부의 앞끝단부를, 상기 각 웰 사이의 피치보다도 작은 피치를 갖는 소정 위치에 접촉하는 작업을 순차 반복하는 것에 의해서, 각종 시료를 배열하여 집적화하고 있었다.

그 때문에, 시료를 배열하기 위해서는 상기 핀이나 유리 플레이트에 대해서 이송을 반복할 필요가 있고, 특히 수동으로 실시하고자 하면 작업과 시간이 걸린다고 하는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 집적화 된 상태에서, 시료의 배열을 실시하기 위해서, 각 위치에 있어서의 시료의 배포량을 작게 할 필요가 있고, 충분한 양의 시료를 배열할 수 없어 반응효율이 나빠질 우려가 있다고 하는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 집적화된 상태로 각 스포팅 위치에서의 처리를 실시하는 것은, 다루기 어렵고, 또한, 충분한 정밀도를 얻을 수 없는 우려가 있다라는 문제점을 가지고 있었다.

한편, 상기 시료집적체를 제조하기 위해서, 상기 시료집적체를 구성하는 끈형상의 기초부재에 상기 핀형상의 도포부에 의해 시료를 배포하는 것은, 배치한 상기 끈형상의 기초부재를 고정하고, 상기 도포부를 이동시키거나, 도포부를 고정하여 상기 끈형상의 기초부재를 주행시킬 필요가 있어 복잡한 기구가 필요하게 된다. 또한, 상기 시료가 배포된 끈형상 부재를 주행시키기 위해서는, 롤러 등의 기구에, 상기 끈형상 부재를 걸칠 필요가 있기 때문에, 각 스포팅 포인트에 배포한 시료에 대해서 중복 오염(cross contamination)을 피하기 위한 복잡한 기구를 필요로 할 우려가 있다고 하는 문제점을 가지고 있다.

시료를 단순히 유리 플레이트 등의 1평면에 배열하는 것은, 이용하지 않는 이면 등의 존재에 의해 이용효율이 낮다라고 하는 문제점을 가지고 있었다.

또한, 복잡하고 대규모의 장치를 이용하는 것은, 높은 제조비용이나 운용비용이 들 우려가 있다고 하는 문제점을 가지고 있었다

따라서, 본 발명은, 이상의 문제점을 해결하기 위해서 이루어진 것으로, 그 제 1 목적은, 세계 표준규격의 각종 마이크로 플레이트에 적합하고, 일괄하여, 또는, 단속적으로 끈형상 또는 실형상의 기초부재 등에 다수의 시료를 배열할 수 있는 효율적이고 신속한 처리를 가능하게 하는 시료배열·집적화 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치를 제공할 수 있다.

제 2 목적은, 입체형상으로 시료를 배열 및 집적화하여 이용효율을 높일 수 있는 시료배열·집적화 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치를 제공하는 것이다.

제 3 목적은, 배열된 각 시료 사이에서의 중복오염을 확실히 방지할 수 있는 신뢰성이 높은 시료배열·집적화 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치를 제공하는 것이다.

제 4 목적은, 각종의 시료를 여러 종류의 입체적 형상으로 배열할 수 있는 다양성 및 범용성이 있는 시료배열·집적화 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치를 제공하는 것이다.

제 5 목적은, 간단한 수작업에 의해, 저비용으로 시료의 배열 및 집적화를 실시할 수 있는 간단한 구조를 갖고, 실험실 등에서 쉽게 이용할 수 있는 염가이고 이용하기 쉬운 시료배열·집적화 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치를 제공하는 것이다.

제 6 목적은, 일차원적으로 시료를 배열하는 것에 의해서, 각 시료와 그 위치를 확실히 대응지을 수 있는 것을 가능하게 하는 신뢰성이 높은 시료의 배열 및 집적화를 실시할 수 있는 시료배열·집적화 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치를 제공하는 것이다.

제 7 목적은, 각 시료 배포위치에 충분한 액량을 배포할 수 있고, 반응효율이 높아지도록 시료를 배열하고 또한 집적화할 수 있는 시료배열·집적화 장치, 그 방법 및 시료집적체 사용장치를 제공하는 것이다.

제 8 목적은, 각종시료를 집적화하고 배치한 시료집적체를 이용하여, 간이하고 염가로 광 정보를 얻을 수 있는 시료배열·집적화 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치를 제공하는 것이다.

이상의 기술적 과제를 해결하기 위해서, 제 1 발명은, 배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액을 유지 가능하고, 소정의 행렬 형상으로 배열된 복수의 유지단을 갖는 배포부와, 시료가 상기 행 또는 열의 배포용의 간격으로 배포되어야 할 끈형상 또는 실형상의 가늘고 긴 형상의 기초부재가 상기 각 유지단과 접촉 가능해지도록, 상기 기초부재가 평면상에 있어서 상기 열 또는 행의 권장(倦裝, 감아서 장착)용의 간격으로 평행하게 배열되도록 권장되는 평면을 갖는 권장체를 갖는 시료배열·집적화 장치이다.

여기서, '소정 행렬형상'이란, 각 요소, 예를 들면, 용기의 웰, 권장체 상의 오목부, 볼록부나, 배포부의 유지단 등이 행방향, 열방향의 2방향에 대해서 각각 정해진 간격으로 평행하게 배열되어 있는 상태를 말한다. 행방향과 열방향은 통상 직교하지만, 거기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 마이크로 플레이트형상 용기에 대해서 미리 정해진 간격에서의 복수의 웰의 배열상태를 말하고, 예를 들면, 세계적인 표준규격의 48웰 마이크로 플레이트(6행×8열), 96웰 마이크로 플레이트(8행×12열), 384웰 마이크로 플레이트(16행×24열) 또는 1536웰 마이크로 플레이트(32행×48열)인 것이 바람직하다. '배포용의 간격'과 '권장용의 간격'이란, 각각 소정 행렬의 행의 간격 또는 열의 간격에 일치하는 간격으로서, 일정한 경우가 바람직하다. 또한, '배포용의 간격' 과 '권장용의 간격'은 동일한 경우와 다른 경우가 있다.

'시료'에는, 예를 들면, 핵산, 폴리 뉴클레오티드, 올리고 뉴클레오티드, 단백질, 당류, 면역계 물질, 호르몬 등의 생체 고분자, 생체 저분자 등의 생체물질을 포함한다. 또한, 상기 시료에는, 이러한 생체물질이 부착한 비드를 포함한다.

'유지단'이란, 상기 각종 시료가 함유하는 소량의 액체를 유지 가능한 기능을 갖는 부재의 끝단부이다. 유지단에 대해서는, 예를 들면, 상기 기초부재와의 접촉면적을 넓히기 위해서, 기초 부재에 따른 홈 또는 오목부를 그 앞끝단에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 앞끝단부분에 펜 끝과 같은 슬릿이나, 구멍을 형성하고, 또는 대략 J자 형상, 대략 v자 형상, 또는 대략 '〈' 자 형상에 의해, 기초부재 유지능력을 높일 수 있다. 또한, 상기 유지단에 다공질, 요철성, 발포성 등의 함수성의 소재를, 그 앞끝단 또는 전체에 갖도록 해도 좋다. 또한, 상기 유지단은, 통형상, 관형상 또는 도너츠 형상으로 내부가 가운데가 비어있더라도 좋다. 상기 유지단의 소재는 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리술폰, 폴리비닐리덴 2불화물, 테프론(등록상표)과 같은 플라스틱, 유리 등의 비금속 또는, 알루미늄, 티탄 등의 금속으로 형성된다. 또한, 용액이, 상기 유지단 이외의, 유지단에 인접하는 영역에 부착하는 것을 방지하기 위해서, 고분자 코팅, 특히 테프론(등록상표) 또는 실리콘으로 표면을 피복하고 소수성의 성질형상을 가하는 것이 바람직하다.

유지단은, 각 배포위치에 있어서는, 상기 기초부재의 전체둘레에 대해서, 상기 시료와 접촉하도록 배포하는 것이 바람직하다.

'배포부'는, 1회용으로 가능한 것이라도 좋고, 세정에 의해 재사용 가능한 것이라도 좋다.

'기초부재'는, 각종의 상기 시료를 함유하는 용액을 배포하는 대상물이고, 원기둥형상, 각기둥형상 등(내용물이 찼거나 빈 경우를 포함한다)의 코어의 측면상을 지나 권장되어 시료집적체를 형성하는 것이다. 상기 기초부재는 권장 및 권장의 해제가 가능하도록 끈형상 또는 실형상의 유연한 소재로 형성된다. 또한, 기초부재의 길이는, 적어도 상기 행렬의 전체 요소에 대응하는 시료가 배포되는 길이를 갖는다. 상기 기초부재의 굵기는, 예를 들면, 약 10㎛∼수 mm 정도의 범위이다. 상기 배포된 용액에 함유하는 시료가 배열되기 위해서는, 상기 기초부재 자체가, 다공질, 요철성, 발포성 등의 함수성을 갖고, 또는, 피복이나 함침 등의 표면 처리되어 있을 필요가 있다. 이것들은, 배포할 시료에 의해 그 소재가 결정되는 것이 바람직하다. 예를 들면, 나일론에 대해서, HCl나 의산처리한 것, 셀룰로오스, 니트로셀룰로오스, 유리섬유, 셀룰로오스, 키토산, 에폭시 수지나 모노필라멘트 담체, 섬유를 얽히게 한 견사, 면사 등이 있다. 상기 기초부재에는, 생물학적으로 활성화된 분자가 그 다공층 등에 고정되고 있는 것이 바람직하다. 그러한 관능기(분자)로서는, -NH₂, -COOH, 구핵시제로 아미노화한 것 등이 있다. 기초부재에 배포된 시료는, 그 시료의 성질형상에 따라서, 건조법, UV크로스 링, PVA 가교법, UV가교수지 등에 의해서 고정되는 것이 바람직하다.

기초부재가 전체 유지단과 접촉 가능하게 하기 위해서는, 상기 평면상의 기초부재의 길이는, 상기 행렬의 행 또는 열의 끝단으로부터 끝단까지의 길이가 적어도 필요가 있고, 권장회수는, 열 또는 행의 개수가 필요하게 된다. 한편, 배포되어야 할 각 시료와, 각 시료가 배포되어야 할 기초부재상의 위치와는 미리 정해져 있다.

'권장체'는, 상기 기초부재가 권장되는 입체로서, 그 형상으로서는, 평판형상, 각기둥형상을 포함한다. 권장체에는, 배포가 실시되어야 할 적어도 1평면, 2평면으로부터 수평면이 설치되어 있을 필요가 있다. 권장체의 권장경로는, 배포부 등의 소정 행렬의 열 또는 행에 평행하게 설치하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 권장체는, 회전대칭축을 갖고, 상기 회전대칭축을 둘러싸도록 상기 축에 수직 또는 대략 수직이 되도록 권장하는 것이 바람직하다.

상기 권장체의 소재는, 예를 들면, 폴리아세탈수지, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌과 같은 플라스틱, 유리 등의 비금속, 알루미늄이나 티탄 등의 금속 등이다.

제 1 발명에 의하면, 기존의 마이크로 플레이트에 배열되어 있는 웰과 같은 행렬형상으로 배포부의 유지단을 배열하고, 상기 유지단의 배열에 맞춰, 상기 기초부재를 권장체에 권장하고 있다. 따라서, 기존의 마이크로 플레이트를 이용하고, 일괄하여 효율적으로 시료의 배포처리를 실시할 수 있다. 또한, 상기 권장체에 직접 시료를 배포하는 것이 아니라, 상기 권장체에 권장되고 있는 기초부재에 시료를 배포하도록 하고 있다. 따라서, 시료의 배포위치가 상기 권장체상에 고정되지 않고, 기초부재상이 되고 있기 때문에, 상기 기초부재의 배열을 집적화 하는 것에 의해서, 용이하게 집적화를 실시할 수 있다. 상기 발명에 의하면, 시료의 배포는, 집적화가 되어 있지 않은 기초부재에 대해서 실시하므로, 시료의 배포가 용이하고, 또한, 시료가 배포된 기초부재를, 권장용의 간격을 좁혀 밀집한 상태로 배열하는 것에 의해서, 용이하게 집적화를 실시할 수 있다.

제 2 발명은, 상기 배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액이 수용 가능하고 상기 소정 행렬형상으로 배열된 복수의 웰을 갖는 용기를 갖고, 상기 배포부의 상기 각 유지단은, 상기 각 웰에 삽입 가능하게 설치된 시료배열·집적화 장치이다. 여기서, '용기'란, 예를 들면, 상술한 마이크로 플레이트이다. 배포부의 각 유지단은, 상기 각 웰에 삽입 가능한 길이 및 굵기를 가질 필요가 있다.

제 2 발명에 의하면, 기존의 마이크로 플레이트를 이용하여, 간단하게, 또한 효율적으로, 또한 염가로, 시료의 배포처리를 실시할 수 있다.

제 3 발명은, 상기 배포부가, 배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액을 수용 가능하고 상기 소정 행렬형상으로 배열된 액체수용부를 갖고, 상기 유지단은, 상기 액체수용부와 각각 연통하는 시료배열·집적화 장치이다.

여기서, 상기 유지단은, 액체수용부와 연통하는 것이기 때문에, 상기 유지단은, 예를 들면, 관형상, 펜형상의 형상 등 또는 함수성의 소재를 가질 필요가 있다.

제 3 발명에 의하면, 상기 배포부는, 배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액을 수용 가능한 연통하는 액체수용부에 의해, 유지단의 내부로부터 유지단에 용액을 공급한다. 따라서, 단순히 상기 용액을 수용해 둘 만한 용기를 생략하고, 또한, 상기 유지단이 상기 용기내로부터 각 용기를 꺼내는 공정을 생략할 수 있다. 또한, 같은 시료의 배포를 연속하여 대량으로 실시할 수 있다. 따라서, 그 만큼 작업영역 및 작업공정을 생략할 수 있고, 또한, 시료의 배포를 대량으로 실시할 수 있으므로, 효율이 높고, 처리를 신속하게 실시할 수 있다.

제 4 발명은, 상기 권장체가 판형상체를 갖고, 상기 평면은 판면인 시료배열·집적화 장치이다. 여기서, 판형상체는 상기 배포부의 유지단의 배열 또는 용기의 각 웰의 배열 또는 행렬의 크기에 대응하는 사각형의 판면을 갖는 것이 바람직하다.

제 4 발명에 의하면, 상기 기초부재는, 상기 권장체로서 판형상체에 권장되고 있다. 따라서, 표면과 이면의 양면에 대해서 시료의 배포를 실시할 수 있으므로, 작업효율이 높다.

제 5 발명은, 상기 권장체가, 각기둥을 갖고, 상기 평면은 측면인 시료배열·집적화 장치이다. 여기서, 각기둥은 상기 배포부의 유지단의 배열 또는 용기의 각 웰의 배열 또는 행렬의 크기에 대응하는 사각형의 측면을 갖는 것이 바람직하다. 각기둥이기 때문에, 적어도 3평면을 갖는 것이 가능하다.

제 5 발명에 의하면, 상기 기초부재는, 상기 권장체로서 각기둥에 권장되고 있다. 따라서, 적어도 3 이상의 평면을 이용할 수 있으므로, 이용 효율이 높다.

제 6 발명은, 상기 배포부가, 직사각형 형상의 기판의 아래쪽으로 돌출하는 상기 소정 행렬형상으로 배열된 복수의 유지단을 갖는 시료배열·집적화 장치이다. 여기서, '직사각형형상'은, 상기 소정 행렬형상으로 대응하는 형상이다.

제 6 발명에 의하면, 1개의 기판에 복수의 유지단이 행렬형상으로 배열되어 있기 때문에, 상기 행렬을 단위로 하여 일괄하여 용이하게 배포처리를 실시할 수 있다.

제 7 발명은, 상기 유지단이, 함수성(含水性)을 갖는 시료배열·집적화 장치이다. 여기서, '함수성을 갖게 한다'를 하기 위해서는, 예를 들면, 상기 유지단의 앞끝단에 슬릿을 넣거나 관형상으로 형성하거나 또는 다공질, 발포성 물질 등의 삼윤성의 소재로 형성하는 것에 의해 실시한다.

제 7 발명에 의하면, 유지단에 함수성을 갖게 하는 것에 의해서, 용액의 유지능력을 높일 수 있다.

제 8 발명은, 상기 권장체의 표면에는, 소정 행렬의 열 또 행의 권장용의 간격으로 평행하게 설치된 상기 기초부재의 권장경로에 따라서 상기 행 또는 열의 배포용의 간격으로 설치한 각 시료의 배포위치에서, 상기 시료를 상기 기초부재의 일정범위에 국한되는 국한부를 설치한 시료배열·집적화 장치이다.

여기서, '기초부재의 일정범위'이기 때문에, 적어도 권장체의 국한부재 이외의 국소에의 시료의 부착을 방지할 수 있다.

제 8 발명에 의하면, 상기 권장체의 표면에, 배포된 시료를 기초부재의 일정범위에 한정하는 국한부를 설치하고 있다. 따라서, 시료가 기초부재의 일정범위를 넘고, 기초부재상 또는 권장체의 표면에까지 넓어지는 것을 저지하여 중복오염을 방지할 수 있으므로, 높은 신뢰성으로 시료의 배포를 실시할 수 있다.

제 9 발명은, 상기 국한부가, 소정 행렬의 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 설치된 상기 기초부재의 권장경로를 따라서 상기 행 또는 열의 배포용의 간격으로, 오목부이고, 상기 오목부에 있어서, 상기 기초부재가 상기 유지단과 접촉하는 시료배열·집적화 장치이다. 한편, 이 경우에는 상기 오목부는, 전체적으로 소정 행렬형상으로 배열되게 된다.

제 9 발명에 의하면, 상기 국한부로서, 오목부를 설치한 것이다. 이것에 의해서, 전술한 효과 외에, 상기 유지단으로부터 공급된 시료를 상기 기초부재의 전체둘레와 접촉시킬 수 있다. 또한, 인접하는 배포 위치에 상기 시료가 흘러나오는 것을 방지하여, 중복오염을 방지할 수 있다.

제 10 발명은, 상기 국한부가, 소정 행렬의 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 설치된 상기 기초부재의 권장경로를 따라서, 상기 행 또는 열의 배포용의 간격으로 설치된 볼록부인 시료배열·집적화 장치이다.

여기서, 상기 기초부재가 유지단과의 접촉은, 상기 볼록부에 있어서 행하여지는 경우와, 상기 볼록부 이외, 예를 들면 볼록부 사이의 중간에서 행하여지는 경우가 있다. 한편, 상기 볼록부는, 전체적으로 소정 행렬형상으로 배치되게 된다.

볼록부에서 접촉이 행하여지는 경우에는, 볼록부의 앞끝단을 날카롭게 하면, 시료의 각 배포영역의 면적을 작게 할 수 있으므로, 유효하게 중복오염을 방지할 수 있다.

제 10 발명에 의하면, 상기 국한부로서, 볼록부를 설치한 것이다. 상기 유지단에 의해 상기 기초부재를 누르도록 누른 경우에는, 볼록부의 앞끝단의 좁은 범위에서만 유지단에 유지된 용액을 기초부재에 함수시킬 수 있다. 따라서, 볼록부의 앞끝단은 예리한 편이 바람직하다. 또는, 관형상의 유지단 또는 유지단의 앞끝단이 도너츠형상으로 형성된 유지단으로서 그 구멍 부분에 상기 용액을 유지하는 것인 경우에는, 상기 유지단의 형상 또는 크기에 합치하는 도너츠형상의 볼록부를 설치하는 것에 의해, 상기 기초부재를 상기 유지단과 볼록부로 끼워 넣는 것에 의해서, 상기 도너츠형상의 구멍에 유지된 상기 용액이 외부에 새는 것을 방지하여, 중복오염을 방지하고, 신뢰성이 높은 시료의 배포를 실시할 수 있다.

또한, 상기 유지단을 볼록부의 중간에서 접촉시키도록 한 경우에는, 기초부재는, 볼록부에 지탱되어 있으므로, 기초부재와 권장체의 표면이 직접 접촉하는 일이 없고, 시료의 배포를 기초부재에만 실시하고, 권장체의 표면에, 시료가 부착하는 것을 피할 수 있다. 따라서, 중복오염을 방지할 수 있다.

제 11 발명은, 상기 권장체의 표면에는, 상기 기초부재의 권장경로를 따라서, 상기 기초부재를 안내하는 세로홈이 형성된 시료배열·집적화 장치이다.

제 11 발명에 의하면, 상기 배포부의 유지단 등의 위치에 대응하도록 권장할 수 있으므로, 신뢰성이 있는 배포를 실시할 수 있다.

제 12 발명은, 상기 용기 및/ 또는 권장체를 단독으로 또는 이 순서로 겹쳐 착탈 자유롭게 부착하는 기초부와, 상기 기초부의 위쪽방향에서 상기 배포부가 착탈 자유롭게 부착되고 배포부를 상기 용기 및/ 또는 권장체에 대해서 접촉 및 이간 가능하게 상하 방향으로 이동 가능하게 하는 가동부를 갖는 시료배열·집적화 장치이다. 여기서, 상기 각 용기의 웰 또는 상기 권장체에 권장된 기초부재와 상기 배포부의 각 유지단이란, 상기 이동에 의해서, 확실히 접촉할 수 있도록 위치시키는 것이 필요하다.

제 12 발명에 의하면, 간단하고 용이하게 획득하는 높은 신뢰성으로, 기초부재상에 시료의 배포를 실시할 수 있다.

제 13 발명은, 시료가 소정 행렬의 행 또는 열의 배포용의 간격으로 배포된 기초부재가, 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 권장되고 착탈 가능하게 설치된 권장체와, 상기 기초부재의 일끝단이 부착되고, 상기 기초부재가 권장되어야 할 착탈 가능하게 설치된 코어와, 상기 권장체로부터 상기 기초부재를 순차 벗기면서 상기 코어에 상기 권장용의 간격보다도 좁은 간격으로 감는 기초부재 권취부를 갖는 것에 의해서 상기 기초부재를 집적화하여 배열하는 시료배열·집적화장치이다.

여기서, '기초부재의 집적화'는, 권장용의 간격을 줄이는 것으로 달성 한다. 상기 기초재를 벗기는 것은, 상기 권장체에 권장되고 있는 기초부재의 열마다 또는 행마다 실시하는 것이 바람직하다. 그 때, 기초부재에는, 장력이 가해지도록 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 기초부재를 상기 권장체로부터 순차 벗기는 것은, 권장되어 평면상에 형성된 열 또는 행마다 실시하는 것이 바람직하다.

여기서, '코어'는, 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 플라스틱, 유리 등의 비금속, 알루미늄, 티탄 등의 금속으로 형성한다.

제 13 발명에 의하면, 상기 권장체로부터 기초부재를 순차 벗기면서, 상기 코어에 상기 권장용의 간격보다도 좁은 간격으로 감도록 하고 있다. 따라서, 실제로 시료가 배포되어 있는 기초부재의 부분과 권장체와의 사이에서의 마찰에 의한 스침을 일으키는 일 없이, 기초부재상의 배포된 시료간의 중복오염을 방지하여, 신뢰성의 높은 시료의 집적을 실시할 수 있다. 이것에 의해서, 용기에 배열된 웰 또는 배포부에 배열된 유지단의 보다 넓은 권장용의 간격 및 배포용의 간격에 의해서, 용이하게 시료의 배포를 실시할 수 있는 것과 동시에, 그 후에, 그 권장용의 간격보다도 좁게 기초부재를 집적화하는 것에 의해서, 용이하고 간단하게 시료를 집적화 할 수 있다.

제 14 발명은, 상기 기초부재 권취부가, 상기 권장체로부터 상기 기초부재를 순차 벗기고, 벗겨진 기초부재를 코어가 감도록, 상기 권장체 또는 상기 코어의 적어도 한 쪽을 자전시키면서 상기 권장체 및 상기 코어와의 사이를 상대적으로 공전시키고 상대적으로 병진 이동시키는 시료배열·집적화 장치이다.

'권장체 또는 상기 코어의 적어도 한 쪽을 자전시키고, 또한, 상기 권장체 및 상기 코어와의 사이를 상대적으로 공전시키고'이기 때문에, 단순히 권장체와 코어가 각각 자전만 하고 있는 경우는 제외되어, 적어도 한 쪽의 공전을 수반하는 것이다.

'공전' 및 '자전'의 방향, 그러한 축선방향 및 회전비는, 상기 권장체로부터 기초부재를 벗기고 또한 코어에 감을 수 있도록 설정한다.

제 14 발명에 의하면, 권장체와 코어와의 사이의 공전, 자전 및 병진 이동이라 하는 단순 동작의 조합에 의해, 확실하게 중복오염 없이, 용이하게 집적화를 실시할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 모터를 이용하는 일 없이, 수동에서도, 기초부재를 집적화 할 수 있으므로, 장치 규모를 축소화하여, 용이하게 집적화를 실시할 수 있다.

제 15 발명은, 상기 기초부재 권취부가, 상기 코어를, 상기 기초부재를 감는 방향으로 자전시키면서, 상기 권장체의 주위를 상기 기초부재를 벗기는 방향으로 공전시키고, 또한 코어를 상기 권장체에 상대적으로 병진 이동시키는 것에 의해서 상기 기초부재를 코어에 감는 코어 회전이동부를 갖는 시료배열·집적화 장치이다. 일반적으로, 기초부재를 감는 코어는, 상기 권장체와 비교하여 작기 때문에, 코어를 공전시키는 편이 장치 규모를 축소시킬 수 있다.

제 15 발명에 의하면, 제 14 발명에서 설명한 것과 같은 효과를 이룬다.

제 16 발명은, 상기 권장체를 요동 가능하게 유지한 시료배열·집적화 장치이다. 여기서, 상기 요동축은, 권장방향으로 수직이 되는 방향에 따라서 설치하는 것이 바람직하고, 상기 코어의 자전축 및 공전축은, 상기 요동축과 평행하게 되도록 설치하는 것에 의해 기구를 간단화하여 원활히 처리를 실시할 수 있다.

제 16 발명에 의하면, 권장체를, 요동 가능하게 유지하는 것에 의해서, 기초부재에 가해지는 장력을 조절할 수 있으므로, 기초부재를 원활히 권장체로부터 벗겨 코어에 감을 수 있다.

제 17 발명은, 배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액을 유지 가능하고, 소정 행렬형상으로 배열된 복수의 유지단을 갖는 배포부와, 시료가 상기 행 또는 열의 배포용의 간격으로 배포되어야 할 끈형상 또는 실형상의 가늘고 긴 형상의 기초부재가 각 유지단에 접촉 가능해지도록, 상기 기초부재가 평면상에서 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 배열되도록 권장되는 평면을 갖는 권장체와, 상기 기초부재의 일끝단이 부착되어, 상기 기초부재가 권장되어야 할 착탈 가능하게 설치된 코어와, 상기 권장체로부터 상기 기초부재를 순차 벗겨서 상기 코어에 상기 권장용의 간격보다 좁은 간격으로 감는 기초부재 권취부를 갖는 시료배열·집적화 장치이다.

제 17 발명에 의하면, 시료의 기초부재에의 배포로부터, 시료가 배포된 기초부재의 집적화까지를 용이하게 간단한 장치로 일관하여 실시할 수 있다. 집적화는 시료의 배포가 종료한 후에 실시하도록 하고 있으므로, 시료의 배포를 용이하고 확실히 실시할 수 있다.

제 18 발명은, 소정행렬의 행 또는 열의 배포용의 간격으로 끈형상 또는 실형상의 가늘고 긴 형상의 기초부재상에 시료를 일괄하여 배포하는 방법으로서, 배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액을, 소정행렬형상으로 배열한 복수의 유지단에 유지시키는 유지공정과, 상기 기초부재가 평면상에 있어서 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 배열되도록 권장되는 평면을 갖는 권장체와 상기 기초부재가 상기 각 유지단과 접촉시키는 접촉공정을 갖는 시료배열·집적화 방법이다.

제 18 발명에 의하면, 제 1 발명으로 설명한 것과 같은 효과를 이룬다.

제 19 발명은, 상기 유지공정이, 소정행렬형상으로 배열되고, 배포되어야할 시료를 함유하는 용액이 수용된 복수의 웰을 갖는 용기의 각 웰에, 상기 유지단을 삽입하는 것에 의해서 실시하는 시료배열·집적화 방법이다.

제 19 발명에 의하면, 제 2 발명에서 설명한 바와 같은 효과를 이룬다.

제 20 발명은, 상기 유지공정이, 소정행렬형상으로 배열되고, 배포되어야 할 시료를 함유하는 용액을 복수의 각 유지단에 그 내부로부터 공급하는 시료배열·집적화 방법이다.

제 20 발명에 의하면, 제 3 발명에서 설명한 것과 같은 효과를 이룬다.

제 21 발명은, 시료가 소정행렬의 행 또는 열의 배포용의 간격으로 배포된 기초부재가, 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 권장된 권장체로부터 상기 기초부재를 순차 벗겨, 상기 기초부재의 일끝단이 부착되고 상기 기초부재가 권장되어야 할 코어에, 상기 권장용의 간격보다 좁은 간격으로 감는 집적화 공정을 갖는 시료배열·집적화 장치이다.

제 21 발명에 의하면, 제 13 발명에서 설명한 것과 같은 효과를 이룬다.

제 22 발명은, 상기 집적화공정이, 상기 권장체로부터 상기 기초부재를 순차 벗겨, 벗겨진 기초부재를 코어가 감도록 상기 권장체 또는 상기 코어의 적어도 한 쪽을 자전시키면서 상기 권장체 및 상기 코어와의 사이를 상대적으로 공전시키고 또한 상대적으로 병진 이동시키는 시료배열·집적화 방법이다. 여기서, 권장체로부터 기초부재를 벗길 때에 장력을 더하면서 실시하는 것이 바람직하다.

제 22 발명에 의하면, 제 14 발명에서 설명한 것과 같은 효과를 이룬다.

제 23 발명은, 배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액을, 소정행렬형상으로 배열한 복수의 유지단에 유지시키는 유지공정과, 상기 기초부재가 평면상에 있어서 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 배열되도록 권장되는 평면을 갖는 권장체와 상기 기초부재가 상기 각 유지단과 접촉시키는 접촉공정과, 시료가 배포된 기초부재가, 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 권장 된 권장체로부터 상기 기초부재를 순차 벗기고, 상기 기초부재의 일끝단이 부착되고 상기 상기 기초부재가 권장되어야 할 코어에, 상기 권장용의 간격보다도 좁은 간격으로 감는 집적화 공정을 갖는 시료배열·집적화 방법이다.

제 23 발명에 의하면, 제 13 발명 또는 제 17 발명의 설명에서 설명한 것과 같은 효과를 이룬다.

제 24 발명은, 소정행렬의 행 또는 열의 배포용의 간격으로 배포되어야 할 끈형상 또는 실형상의 가늘고 긴 형상의 기초부재와, 상기 기초부재가 평면상에 있어서 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 배열되도록 권장된 평면을 갖는 권장체이다. 한편, 상기 권장체에, 상기 기초부재의 일끝단이 부착된 코어 및 상기 코어를 지지하는 로드 등의 지지부재를 떼어내기 가능하게 설치하는 것이 바람직하다.

제 24 발명에 의하면, 기초부재를 권장체에, 소정행렬에 합치하도록, 권장하는 것에 의해서, 시료의 배포를 용이하고 확실히 실시할 수 있다. 또한, 권장체로서 복수의 평면을 가진다면, 각 평면에 있어서, 시료의 배포를 실시할 수 있으므로, 이용 효율이 높다.

제 25 발명은, 각 시료가 간격을 비우고 미리 정한 위치에 배포되어야 할 둘레곡면 또는 2 이상의 측면을 갖고 또는 각 시료가 간격을 비우고 미리 정한 위치에 배포되어야 할 부재가 축선을 둘러싸도록 권장 또는 피장(被奬)된 코어를 갖는 집적체와, 상기 둘레곡면 또는 상기 각 측면 또는 권장 혹은 피장된 상기 부재에 대해 상기 각 시료를 배포 가능하게 하도록, 상기 코어를, 그 축선의 주위에 소정각도씩 단속적으로 회전시키는 회전부를 갖는 시료배열·집적화 장치이다.

여기서, 상기 '부재'에는, 끈형상 또는 실형상 등의 가늘고 긴 형상의 기초부재 이외, 멤브레인(membrane) 등의 막형상 부재라도 좋다. 각 시료를 배열해야 할 기초부재를 코어에 권장하는 것에 의해서 배포하는 경우는, 상기 권장체 자체를 집적체로 하는 경우이다. 측면은, 예를 들면, 육각기둥이면 6개이고, 8각기둥이면 8개이다. 또한 '둘레곡면'이란, 원기둥이나 타원기둥의 측면과 같이, 그 입체도형의 바깥둘레면을 형성하는 곡면을 말한다.

'집적체'란, 시료가 배포되기 전이 시료집적체를 말한다.

'상기 둘레곡면 또는 상기 측면 또는 권장 혹은 피장된 상기 부재에 대해서 상기 각 시료를 배포 가능하게 하도록' 이란, 예를 들면, 상기 시료를 함유하는 용액을 피펫 칩이나 유지단에 의해서 배포하는 경우에는, 상기 둘레곡면 또는 측면을 수평으로 위치시키는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 코어가 원기둥형상 또는 각기둥형상인 경우에는, 그 원기둥 또는 각기둥의 축선이 수평이 되는 위치이다. 한편 축선은, 반드시 회전대칭축이 아니라도 좋다. 회전축은, 수동 또는 자동에 의해 회전 가능하게 할 수 있다.

'소정각도'는, 예를 들면, 각기둥이 정사각기둥인 경우에는, 90도와 같이, 측면의 개수나, 형상에 의해서 정하지만, 이것에 한정되는 것이 아니고, 예를 들면, 그 인접하는 배포 스폿의 간격에 따라 정하는 것도 가능하다.

또한, 상기 코어의 상기 둘레곡면 또는 측면이나 상기 부재상에는, 미리 각 시료의 배포 위치에 스폿용 도장, 스폿용 편(片) 또는 스폿용 오목부를 설치해 두는 것이 바람직하다. 이것에 의해서, 상기 시료의 배포를 확실하고 용이하게 실시할 수 있다. 또한, 시료의 배포위치를 고정밀도로 정할 수 있으므로, 측정의 신뢰성을 높일 수 있다.

제 25 발명에 의하면, 상기 회전부에 의해서 상기 코어를 소정 각도씩 회전시키는 것만으로, 원기둥부의 둘레곡면 또는 각기둥 등의 측면이나, 권장 또는 피장된 부재에 단속적으로 용이하고 확실히 각 시료를 배포할 수 있다.

제 26 발명은, 각 시료가 간격을 비우고 미리 정한 위치에 배포된 둘레곡면 또는 2 이상의 측면을 갖고 또는 각 시료가 간격을 비우고 미리 정한 위치에 배포된 부재가 축선을 둘러싸도록 권장 또는 피장된 코어를 갖는 시료집적체와, 상기 시료집적체를 수용 가능하고, 유체의 흡인 토출구를 갖는 투광성 또는 반투광성의 피펫 칩과, 상기 피펫 칩 및 상기 피펫 칩에 수용된 상기 시료집적체를, 그 피펫 칩 또는 코어의 축선의 주위에 소정각도씩 단속적으로 회전시키는 회전부와, 상기 시료집적체로부터의 빛을 수광하여 광(光)정보를 얻는 광 정보획득부를 갖는 시료집적체 사용장치이다.

여기서, 상기 '부재'에는, 끈형상, 실형상 등의 가늘고 긴 형상의 기초부재 이외, 멤브레인 등의 막형상 부재를 포함한다. 상기 '피펫 칩'은, 상기 피펫 칩 내에 유체를 흡인하고 또는 상기 피펫 칩 내로부터 유체를 토출하기 위한 압력조절부와 연통하는 노즐에 장착 가능하다. 상기 시료집적체는 상기 피펫 칩 내부에 고정한 상태로 수용 가능하다.

상기 회전부에 의한 피펫 칩의 축선의 주위의 회전은, 예를 들면, 상기 피펫 칩이 끼워지는 구멍부를 내부에 갖고, 그 외부가 상기 피펫 칩의 축선에 일치하는 각기둥의 바깥쪽면이 형성된 위치결정부재를 이용하여, 상기 위치결정부재의 바깥쪽면에 의해서 위치 결정하면서 상기 축선의 주위에 단속적으로 회전하는 것에 의해서 실시한다. 피펫 칩은 손동식 또는 전동식에 의해 흡인 토출을 실시하는 장치의 노즐에 장착 가능하다. '회전부'는 수동 또는 자동으로 회전 가능하게 할 수 있다.

또한, 상기 광 정보 획득부는, 표식화를 형광물질에 의해서 실시하는 경우에는, 상기 회전부에서 소정각도 회전시킬 때마다, 상기 시료집적체에 여기용 광을 조사하고, 형광을 수광부로 수광한다. 수광된 광신호는, 상기신호로 변환하고, 제어부에 있어서, 전기신호를 가공하여, 컴퓨터에 의해서 해석하여 표시부에 출력하도록 한다.

제 26 발명에 의하면, 단속적인 회전을 시키는 것에 의해서 광 정보를 얻도록 하고 있으므로, 수동과 같이 간단한 취급으로 용이하고 염가로 광 정보를 얻을 수 있다.

또한, 제 26 발명에 의하면, 광 정보의 측정을 실시할 때에, 상기 시료집적체를 피펫 칩에 수용하여 실시하도록 하고 있다. 따라서, 필요한 사료를 피펫 칩에 흡인하여, 상기 시료집적체와 접촉시켜 반을시킬 때에 측정을 실시할 수 있다. 이것에 의해서, 반응 직후의 발광을 확실히 파악할 수 있으므로, 신뢰성이 높다.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 관한 시료배포장치의 사시도이고,

도 2는, 본 발명의 실시형태에 관한 시료배포장치의 분해사시도이고,

도 3은, 본 발명의 실시형태에 관한 권장체를 나타내는 도면이고,

도 4는, 본 발명의 실시형태에 관한 권장체, 로드 및 코어를 나타내는 도면이고,

도 5는, 본 발명의 실시형태에 관한 시료 집적화 장치를 나타내는 사시도이고,

도 6은, 본 발명의 실시형태에 관한 시료 집적화 장치의 도 5와 다른 방향에서 본 사시도이고,

도 7은, 본 발명의 실시형태에 관한 시료 집적화 장치의 측면도 및 기구의 주요부를 나타내는 도면이고,

도 8은, 본 발명의 실시형태에 관한 시료집적체의 예를 나타내는 일부 절결 사시도이고,

도 9는, 본 발명의 실시형태에 관한 시료배열·집적화 장치 및 시료집적체 사용장치를 나타내는 도면이고,

도 10은, 본 발명의 다른 실시형태에 관한 코어를 나타내는 도면이고,

도 11은, 본 발명의 실시형태와 관한 것으로, (a)는 고정대를 나타내는 도면, (b)는 코어를 피펫 칩에 삽입하는 상태를 나타내는 도면이고,

도 12는, 본 발명의 실시형태에 관한 스캐너 장치의 개요를 나타내는 도면이고,

도 13은, 본 발명의 실시형태에 관한 것으로, (a)는 위치결정장치의 정면을 나타내는 도면, (b)는 평면도이고,

도 14는, 본 발명의 실시형태에 관한 조사 기구를 나타내는 도면이고,

도 15는, 본 발명의 실시형태에 관한 수광기구를 나타내는 도면이다.

[발명의 실시형태]

본 발명의 실시형태에 관하여, 도면에 기초하여 설명한다. 본 실시형태의 설명은, 특별히 지정이 없는 한, 본 발명을 제한하는 것이라고 해석해서는 안된다.

도 1은, 본 실시형태에 관한 시료배열·집적화 장치(10) 중 시료배포장치(11)의 일례를 나타내는 사시도이다. 상기 시료배포장치(11)는, 그 하부에 있는 고정된 직사각형 판형상의 기초부(12)와, 상하 방향으로 움직이는 가동부(13)와, 상기 기초부(12)에 그 하단이 설치되고, 상기 가동부(13)를 관통하도록 위쪽방향으 로 돌출하고, 상기 가동부(13)의 동작의 안내를 실시하는 4개의 안내용 기둥(14)을 가지고 있다. 상기 가동부(13)는, 4개의 스프링(17)에 의해서, 사용자에 의한 힘이 가해지지 않는 통상의 상태에서, 상기 안내용 기둥(14)의 위쪽에 위치하도록 힘이 가해지고 있다. 상기 스프링(17)의 일끝단은 상기 안내용 기둥(14)에 각각 설치된 상단부(15)에 부착되어, 그 다른 끝단이 상기 가동부(13)에 설치된 4개의 돌기(16)에 부착되고 있다.

상기 기초부(12)에는, 용기(18) 및 권장체(19)가 겹쳐진 상태로 얹어 놓여져 있다. 상기 용기(18)는, 복수의 웰(20)(이 예에서는, 384개)이 행렬형상으로 배열되어 있다(이 예에서는, 16행×24열의 행렬). 각 웰(20)은, 후술하는 끈형상 또는 실형상의 기초부재에, 상기 행렬의 행의 배포용의 간격으로 배포해야 할 시료를 함유하는 각종 용액이 수용되고 또는 수용 가능하다. 상기 권장체(19)는, 상기 기초부재가, 상기 행렬에 대응하는 열의 권장용의 간격으로 권장되고 있다(도면을 보기 쉽게 하기 위해서, 기초부재에 대해서는 도시하고 있지 않다.)

상기 가동부(13)에는, 상기 각종용액을 유지하는 기능을 가진 복수의 아래쪽방향으로 돌출하는 유지단과 행렬형상으로 배열되어 있는 배포부(21)를 가지고 있다.

도 2에는, 도 1에 나타낸 시료배포장치(11)를 분해하여 상세하게 나타내는 것이다.

도 2(a)에 나타내는 바와 같이, 상기 가동부(13)는, 중앙에 개구가 대략 사각형형상의 구멍(22)이 형성된 가동판(23)을 갖고, 상기 가동판(23)의 4구석에 있 어서, 상기 안내용 기둥(14)이 관통하는 안내구멍이 형성되어 있고, 상기 가동판(23)은, 상기 안내용 기둥(14)에 따라서 상하 방향으로 이동 가능하다. 상기 가동판(23)의 측면에는, 상기 스프링(17)의 일끝단을 지지하기 위한 4개의 돌기(16)가 설치되고 있다.

또한, 기초부(12)에는, 그 중앙에 개구부가 대략 사각형형상의 압입(壓入)자국(indentation)(24)이 형성되고, 그 압입자국(24)에 따라서, 가늘고 긴 압입자국(25)이 형성되어 있다. 또한, 기초부(12)의 4구석에는, 상기 안내용 기둥(14)이 돌출하도록 형성되어 있다.

상기 구멍(22)에는, 도 2(b)에 나타내는 대략 4각형 형상의 배포부(21)의 본체(27)가 끼워 맞춤되어, 상기 본체(27)의 위쪽에서 옆쪽방향에 붙여진 플랜지(26)에 의해서 상기 가동판(23)에 지지되어 부착된다. 상기 본체(27)는 위쪽이 빈 얇은 상자형상으로 형성되고, 상기 본체(27)의 아래쪽에는, 아래쪽방향으로 돌출하는 복수의 유지단(28)(이 예에서는, 384개)이, 행렬형상(의 예에서는, 16행×24열)으로 배열되어 있다.

또한, 상기 기초부(12)의 압입자국(24)의 위치에는, 도 2(c)에 나타낸 상기 용기(18)를 위쪽에 겹쳐진 도 2(d)에 나타낸 권장체(19)가 끼워맞춤되도록 얹어 놓여져 있다. 도 2(c)에 나타낸, 마이크로 플레이트형상의 상기 용기(18)는, 그 복수의 웰(20)(이 예에서는, 384개)이 행렬형상(이 예에서는, 16행×24열) 또한 격자형상으로 배열되어 있다. 각 웰(20)에는, 각종 시료를 함유하는 용액을 수용 가능하다. 상기 각 웰(20)에는, 상기 유지단(28)이 일제히 삽입 가능하게 배열되어 있 다. 또한, 도 2(d)에 나타낸 상기 권장체(19)는, 전체가 대략 직사각형형상의 플레이트(29)를 갖고, 상기 플레이트(29)의 표면에는, 상기 행렬의 열의 권장용의 간격으로, 상기 열에 평행하게 복수의 가는 홈(30)(이 예에서는, 24개)이 형성되고 상기 가는 홈(30)을 따라서, 상기 행의 배포용의 간격으로, 복수의 오목부(31)가(이 예에서는, 각 렬마다 16개) 설치되고 있다. 상기 가동판(23)을 아래쪽방햐으로 내려가 상기 유지단(28)을 상기 플레이트(29)에 접촉시키면, 상기 유지단(28)은 각 오목부(31)에 있어서 접촉하도록 위치 결정되고 있다. 상기 플레이트(29)에는, 상기 가는 홈(30)에 따라서 기초부재가 권장되는 것이다. 한편, 부호 32는, 후술하는 시료 집적화 장치에 있어서 상기 플레이트(29)를 지탱하기 위한 축지용 구멍이고, 대응하는 반대측의 측면에도 설치되고 있다. 또한, 부호 33은, 후술하는 코어(38)를 이동 가능하게 지지하는 예를 들면 금속제의 로드(37)를 착탈 가능하게 부착하기 위한 파지부이다.

도 3에는, 상기 권장체(19)를 더욱 상세하게 구체적으로 나타내는 것이다. 도 3(a) 또는 (b)에 나타내는 바와 같이, 상기 권장체(19)의 상기 플레이트(29)의 가장자리부(34)에는, 요철을 형성하고, 움푹패인 부분(35)을 권장되는 기초부재가 통과하도록 한다. 또한, 상기 가장자리부(34)에는 도 3(a), (e)에 나타내는 바와 같이, 홈부(36)가 형성되고 있다. 또한, 상기 플레이트(29)에는, 기초부재가 권장되고, 또한 표면과 이면에서는, 기초부재를 상기 행렬의 열에 평행하게 배치되어 있기 때문에, 도 3(b)으로부터 도 3(d)에 나타내는 바와 같이, 표면과 이면에서는 그 기초부재의 배열위치가, 각 열간의 피치의 반만큼 어긋나도록 배열하고 있다. 예를 들면, 세계 표준규격의 384구멍 마이크로 플레이트에서는, 각 웰간의 피치(간격)는, 권장용의 간격 및 배포용의 간격과도 동일하게 4.5mm이기 때문에, 표면과 이면과의 피치는, 2.25mm 어긋나게 된다.

도 4에는, 상기 권장체(19)의 플레이트(29)에 설치된 상기 파지부(33)에 부착되어야 할 금속제의 로드(37) 및 상기 로드(37)에 미끄럼운동 가능하게 지지되는 코어(38)를 나타내는 것이다. 상기 코어(38)는, 상기 권장체(19)에 상기 행렬장의 열의 권장용의 간격으로 권장된 실형상 기초부재를, 상기 권장용의 간격보다도 좁은 간격으로 감는 것에 의해서, 실형상 기초부재의 배열의 집적화를 실시하기 위한 것이다. 상기 코어(38)는, 예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리술폰, 폴리비닐리덴 2불화물, 테프론(등록상표)과 같은 플라스틱, 금속 등으로 형성된다. 상기 코어(38)의 표면에도, 상기 기초부재의 권장을 안내하는 가는 홈을 형성하는 것이 바람직하다.

상기 코어(38)는, 중공으로 내부를 원기둥형상 구멍(39)이 뚫어 형성되어, 그 일끝단에, 상기 원기둥형상 구멍(39)의 일부를 덮도록 스토퍼(40)가 설치되고 있다. 상기 로드(37)은, 상기 원기둥형상 구멍(39)을 관통 가능한 지름을 갖는 원기둥을 상기 축에 따라서 평면에서 일부를 절결한 측면(41)을 갖는 형상을 하고 있고, 상기 스토퍼(40)와 걸어맞춤하여, 상기 코어(38)는 상기 로드(37)에 대한 회전이 저지되고 있다. 따라서, 코어(38)는, 상기 로드(37)에 따라서 이동 가능하고 또한 착탈 가능하고, 상기 로드(37)의 회전에 수반하여 코어(38)가 회전하게 된다. 부호 42는, 상기 권장체(19)에 권장된 기초부재의 끝단부분을 코어(38)에 부착하기 위한 슬릿이다. 이와 같이, 기초부재를 통하여, 상기 권장체(19), 로드(37) 및 코어(38)에 결합하고 있으므로, 상기 로드(37)에 코어(38)를 끼운 상태에서, 상기 파지부(33)에 상기 로드(37)를 부착하여 일체로 취급하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에 관한 시료배포장치(11)를 사용하여, 상기 용기(18)의 각 웰(20)에는, 상기 기초부재에 배포하고자 하는 시료를 함유하는 용액을 수용해 둔다. 또한, 상기 권장체(19)에, 상기 시료를 배포해야 할 대상인 실형상 또는 끈형상의 기초부재를 상기 플레이트(29)의 가는 홈(30)에 따라서, 권장해 두고, 그 기초부재의 일끝단은, 상기 코어(38)의 슬릿(42)에 끼워 넣어 부착하여, 상기 코어(38)의 원기둥형상 구멍(39)을 관통하도록 하여 상기 로드(37)에 끼워 넣고, 또한, 상기 권장체(19)의 파지부(33)에 부착한 것을 준비한다. 이것들을, 도 1에 나타내는 바와 같이 하여, 상기 권장체(19)를 상기 기초부(12)의 압입자국(24)에 얹어 놓고, 상기 압입자국(25)에는, 상기 코어(38)가 끼워 넣어진 로드(37)가 위치하도록 한다. 그 위에, 상기 용기(18)를 겹친 상태로 한다. 다음에, 상기 가동판(23)의 구멍(22)에 상기 배포부(21)를 끼워 맞춤하여 부착한다.

다음에, 사용자는, 상기 가동판(23)을 아래쪽 방향에 이동시키기 위해서, 상기 가동판(23)의 위로부터 힘을 더하여, 사익 가동판(23)을 내리고, 상기 각 유지단(28)이, 상기 용기(18)의 각 웰(20)내에 삽입하고, 수용되고 있는 용액에 접촉하도록 한다. 상기 각 유지단(28)이 상기 용액과 접촉한 것을 확인하면, 상기 사용자가 가동판(23)에 가하고 있는 힘을 제거하는 것에 의해서 상기 스프링(17)의 탄성력에 의해 상기 가동판(23)은 위쪽방향으로 이동하여, 힘을 가하지 않은 통상의 상태인 상부의 위치로 돌아온다.

다음에, 사용자는, 상기 권장체(19)에 얹어 놓여진 상기 용기(18)를 상기 권장체(19)상으로부터 제거한다. 기초부(12)에는 권장체(19)만이 얹어 놓여진 상태에 있어서, 상기 사용자는, 다시, 상기 가동판(23)을 아래쪽방향으로 이동시키기 위해서, 가동판(23) 위로부터 힘을 가하고, 가동판(23)을 낮춰, 상기 각 유지단(28)은, 상기 기초부재가 권장되어 있는 권장체(19)의 상기 플레이트(29)의 면에 설치한 각 오목부(31)에 접촉할 때까지 낮춘다. 각 유지단(28)과 상기 기초부재가 접촉한 것을 확인하면, 상기 사용자가 가동판(23)에 가하고 있는 힘을 제거하는 것에 의해서, 상기 스프링(17)의 탄성력에 의해서 상기 가동판(23)은 위쪽방향으로 이동하고, 힘을 가하지 않은 통상의 상태인 상부의 위치로 돌아온다.

다음에, 사용자는, 상기 권장체(19)의 표리를 반대로 한다. 그 때, 상기 권장체(19)에 부착한 상기 로드(37)의 위치가, 상기 기초부(12)의 압입자국(25)에 오도록 뒤집는다. 이것에 의해서, 상기 기초부재의 위치는 표면과 같은 위치가 된다. 이 이면에 대해서도, 표면에서 설명한 바와 같은 순서로, 시료를 배포할 수 있다. 한편, 상기 용기(18)의 내용이, 표면의 경우의 시료와 다른 시료를 사용하는 경우에는, 상기 배포부(21) 및 용기(18)는, 다른 것으로 바꿀 필요가 있다. 또한, 배포부(21)에 대해서는, 상기 각 유지단(28)을 세정하여 재이용할 수도 있다.

이와 같이 하여 각 시료가 배포되고 또는 고정된 기초부재가 권장된 권장체로부터 상기 기초부재를 벗겨 상기 코어(38)에 감는 것에 의해서, 기초부재의 배열을 집적화하는 경우에 대해서, 도 5에 나타내는, 본 실시형태에 관한 시료 집적화 장치(50)에 대해 설명한다.

본 실시형태에 관한 시료 집적화 장치(50)는, 가로판(51)과, 상기 가로판(51)에 고정하여 평행하게 부착된 2매의 세로판(52, 53)과 보강을 위해서 상기 세로판(52)과 세로판(53)과의 사이를 결합하도록 걸쳐진 가로막대(54)를 갖는다.

상기 세로판(52)에는 태양 톱니바퀴(55)가 나사로 고정하여 설치되어 있다. 상기 태양 톱니바퀴(55)와 맞물리면서 상기 태양 톱니바퀴(55)의 주위를 공전하는 유성 톱니바퀴(56)를 자전 가능하게 지탱하는 아암부(57)는, 그 일끝단에 상기 태양 톱니바퀴(55)와 동심의 회전축을 갖고, 상기 회전축은 상기 세로판(52)에 축받이되고 있다. 상기 아암부(57)의 상기 회전축은, 사용자가 수동으로 회전시키기 위한 핸들(58)에 부착된 핸들바퀴(59)의 회전축과 커플링을 통하여 동심에 연결되고 있다.

상기 시료가 배포된 기초부재가 권장된 상기 권장체(19)는, 상기 태양 톱니바퀴(55)와의 축심과 일치하도록 축받이되고 있다. 그 때, 상기 권장체(19)상의 기초부재는, 상기 회전축선을 둘러싸도록 하고, 각 면상에서의 기초부재의 권장방향이 상기 회전축선방향의 수직이 되도록 권장되고 있다. 한편, 상기 로드(37)는, 상기 권장체(19)의 회전축선에 평행하게 되도록 상기 아암부(57)에 돌출하도록 부착되고 있다. 상기 로드(37)는, 상기 권장체(19)에 권장된 상기 기초부재의 일끝단이 부착된 코어(38)를 관통하도록 하여 유지하고, 상기 유성 톱니바퀴(56)에 의해 상기 로드(37)의 축선의 주위에 회전구동된다.

상기 로드(37)에 유지된 상기 코어(38)는 코어 끼움지지부재(60)에 의해서, 로드(37)의 축방향으로부터 끼워 지지하도록 유지되고 있다. 상기 코어 끼움지지부재(60)를 이동시키는 것에 의해서, 상기 로드(37)를 따라서 이동할 수 있다. 상기 코어 끼움지지부재(60)는, 단면 ⊃자형상이고, 상기 로드(37)와 걸어맞춤하는 걸어맞춤홈(61)을 갖고, 또한, 상기 아암부(57)로부터 상기 로드(37)에 평행하게 돌출하도록 설치된 안내용 레일(62)에 이동 가능하게 지지부재(도 7, 부호 68)를 통하여 부착되어 있다. 상기 코어 끼움지지부재(60)는, 상기 코어(38)의 높이보다도 조금 긴 세로폭을 갖고, 로드(37) 방향에 따라서, 상기 코어(38)를 끼워 지지하기 위해, 상기 코어(38)는, 상기 로드(37)의 회전에 따라 회전 가능하게 유지되고 있다.

상기 코어 끼움지지부재(60)는, 상기 유성 톱니바퀴(56)에 의해 회전구동되고, 상기 아암부(57)로부터 상기 로드(37)의 축방향(권장체의 행방향)에 평행하게 돌출하도록 설치된 볼나사(63)에 나사맞춤하는 축방향에 수직인 단면 초승달형상(또는 단면 반원형상)의 너트부(64)와 걸어맞춤하고 있다. 상기 너트부(64)를 상기 볼나사(63)의 회전으로 병진 이동하는 것에 의해서, 상기 너트부(64)와 걸어맞춤하는 상기 코어 끼움지지부재(60), 따라서, 코어(38)가, 상기 너트부(64)에 밀려 상기 로드(37)에 따라서 이동한다. 한편 단면 초승달형상의 너트부(64)는, 그것과 걸어맞춤하는 상기 코어 끼움지지부재(60)가, 상기 안내용 레일(62)에 지지되고, 또한 상기 로드(37)와 걸어맞춤하고 있는 한은, 상기 볼나사(63)로부터 어긋나는 일 없이 나사맞춤하고 있다.

상기 로드(37) 및 볼나사(63)의 상기 아암부(57)에 부착된 측의 끝단부와 반 대측의 끝단부는, 원형 플레이트(65)에 의해서 회전 가능하게 지지되고 있다. 상기 원형 플레이트(65)는, 상기 아암부(57)에 그 일끝단을 부착된 지지기둥(66) 및 상기 안내용 레일(62)에 착탈 가능하게 나사 고정되고 있다. 상기 원형 플레이트(65)를 제외하는 것에 의해서 상기 코어(38)를 유지한 로드(37)를 떼어내면, 상기 코어 끼움지지부재(60)가 상기 너트부(64)와 걸어맞춤하는 일이 없어져, 상기 초승달형상의 너트부(64)를 상기 볼나사(63)로부터 용이하게 떼어낼 수 있으므로, 상기 너트부(64)를 볼나사(63)에 따라서 나사맞춤시키면서, 원래 위치로 되돌릴 필요가 없고, 신속하게 이동초기 상태로 되돌릴 수 있어 취급이 용이하다. 한편, 부호 67은, 상기 로드(37)의 끝단부를 덮는 것과 동시에, 로드(37)의 다른 끝단을 회전 가능하게 지탱하는 베어링을 내장하는 커버이다.

세로판(53)에는, 상기 권장체(19)를 회전 가능하게 지지하는 축을 수동으로 회전시켜서 상기 권장체(19)의 각도를 조절하는 핸들(69) 및 상기 권장체(19)를, 힘이 가해지지 않은 통상 상태로, 수평으로 유지하도록 힘을 가하는 스프링(70)이 설치되고 있다.

도 6은, 도 5에 나타낸 상기 시료 집적화 장치(50)를 반대방향으로부터 나타내는 사시도이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 상기 세로판(53)의 뒤쪽에는, 상기 권장체(19)를 요동 가능하게 유지하는 유지부재(71)와, 상기 유지부재(71)를 축방향으로 가압하는 것에 의해서 확실히 유지하기 위한 스프링(72)을 가지고 있다.

도 7은, 상기 시료 집적화 장치(50)의 톱니바퀴기구에 대해서 상세하게 설명하는 것이다. 도 7(b)에 나타내는 도면은, 도 7(a)에 나타내는 상기 시료 집적화 장치(50)의 A-A선에서 본 단면도를 나타내는 것이다.

상기 핸들바퀴(59)의 회전축(73)이, 스핀들(74)과 커플링(75)을 통하여 접속되고 있다. 상기 스핀들(74)은, 상기 태양 톱니바퀴(55)를 상기 세로판(52)에 고정하기 위한 고정부재(77) 및 태양 톱니바퀴(55)의 중앙에 뚫어 형성된 구멍을 관통하여 아암부(57)의 기초체(78)의 끝단부에 부착용의 나사 (76)에 의해서 부착되고 있다. 상기 스핀들(74)의 앞끝단은, 끝이 가는 형상으로 형성되어 상기 권장체(19)의 축받이용 구멍(32)과 걸어맞춤하는 것에 의해, 상기 권장체(19)를 축받이하고 있다. 따라서, 상기 핸들바퀴(59)를 회전 구동하면, 상기 아암부(57)만이, 회전하게 된다.

상기 아암부(57)에는, 소정 톱니수를 고정된 태양 톱니바퀴(55)와 맞물리는 소정톱니수의 중간 톱니바퀴(79)가 회전 가능하게 설치되고 있다. 또한, 상기 아암부(57)에는, 상기 중간 톱니바퀴(79)와 같은 축에 고정되고, 소정톱니수도 유성 톱니바퀴(56)가 회전 가능하게 설치되고 있다. 또한, 상기 아암부(57)에는, 상기 유성 톱니바퀴(56)와 맞물려 상기 유성 톱니바퀴(56)에 의해서 회전 구동되는 소정 톱니수도 상기 로드(37)의 회전용의 톱니바퀴 (80)를 가지고 있다. 또한 상기 아암부(57)에는, 상기 톱니바퀴(80)와 맞물려, 상기 볼나사(63)를 회전구동하기 위한 톱니바퀴(81)를 갖고 있다.

여기서, 상기 톱니바퀴기구를 구체적으로 설명한다.

지금, 상기 권장체(19)의 행방향의 길이가 120mm에서 열방향의 길이가 80mm, 그 두께부분을 횡단하는 기초부재의 길이(표면과 이면에서 기초부재의 권장경로에 반피치의 어긋남이 있기 때문에, 기초부재는 상기 두께를 비스듬히 횡단한다)를 4mm로 하고, 16행×24열의 행렬형상으로 시료가 배포된 기초부재가, 상기 열방향에 따라서 권장되어 있는 것으로 한다. 또한, 상기 열의 권장용의 간격 및 행의 배포용의 간격이 4.5mm인 것으로 한다. 상기 아암부(57)가 1회전하는 동안에, 상기 코어(38)가 10회전하고, 그에 따라, 권장체(19)에 권장된 1열분의 기초부재가 감기는 것으로 한. 그 경우의 기초부재의 길이는, (80m+4m)×2 =168mm이고, 상기 168mm가 코어(38)의 둘레길이의 10회분에 해당하므로, 상기 코어(38)의 지름은, 168mm÷10÷3.14= 5.35mm가 된다. 또한, 상기 아암부(57)가 1회전하는 동안에, 상기 코어(38)가 10회전하도록 설정하기 위해서는 예를 들면, 상기 태양 톱니바퀴(55)의 톱니 수가 80Z, 지름이 48mm. 상기 태양 톱니바퀴 (55)와 맞물리는 상기 중간 톱니바퀴(79)가, 톱니수 16Z, 지름이 12.80 mm, 상기 중간 톱니바퀴(79)와 같은 축에 고정된 유성 톱니바퀴(56)의 톱니수가 40Z, 지름이 32mm로 하고, 상기 유성 톱니바퀴(56)와 맞물려, 상기 코어(38)를 회전시키는 톱니바퀴를 톱니수가 20Z, 지름이 16mm로 하면 좋다. 이것에 의해서, 유성 감속비는, (80:16) × (40:20) = 10:1이 되고, 상기 아암부(57)가 1회전(360도) 하는 동안에 상기 코어(38)가 10회전하고, 그 동안에 1열분의 기초부재가 코어(38)에 감기게 된다. 또한, 코어(38)가 10회전하는 동안에, 코어(38)는, 행방향, 즉 로드(37)에 따라서 1피치(=4.5mm) 분만큼, 이동할 필요가 있다. 지금, 기초부재의 굵기가 0.07 mm인 것으로 하면, 상기 볼나사(63)에 의한, 코어(38)의 1회전분의 이송피치는, (4.5-0.07×10)÷10 = 0.38mm이다. 이상과 같이 하여, 상기 톱니바퀴 및 볼나사를 선택할 수 있다.

한편, 이상의 경우에는, 상기 기초부재의 유효 감기길이는, 240×5.35×3.14 = 4033.8mm(768 스폿)이고, 코어(38)상에 있고, 기초부재를 밀접하게 감는 경우에는, 그 권취부의 유효길이는 0.07×240 = 16.8mm이다.

계속하여, 상기 시료 집적화 장치(50)를 이용하여, 상기 권장체(19)에 권장된 기초부재를 코어(38)에, 감아, 기초부재의 배열을 집적화 하는 동작에 대한 설명한다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 시료가 배열된 기초부재가 열방향에 따라서 권장된 권장체(19)를 상기 축받이용 구멍(32)에 상기 스핀들(74)의 앞끝단부가 위치하도록 하여, 상기 유지부재(71) 및 스프링(72)에 의해 가압하여 부착한다. 그 때, 상기 권장체(19)의 상기 파지부(33)에 부착되어 있던 상기 코어(38)를 관통하도록 유지한 상기 로드(37)를 벗겨, 상기 아암부(57)에 부착하여, 상기 코어(38)를 상기 코어 끼움지지부재(60)에서 끼워 지지하도록 유지시킨다. 그 후, 상기 원형 플레이트(65)를 상기 지지기둥(66) 및 안내용 레일(62)에 나사 고정되어 부착한다. 상기 코어(38)에는, 권장된 기초부재의 일끝단이 미리 부착되고 있다.

사용자는, 상기 핸들바퀴(59)를 기초부재가 상기 권장체(19)로부터 벗기는 방향으로 회전시키는 것에 의해, 상기 아암부(57)를 회전시킨다. 그렇게 하면, 상기 코어(38)가, 상기 권장체(19)의 주위를 공전하려고 한다. 이것에 의해서 상기 기초부재는, 상기 권장체(19)로부터 열마다 순차 벗겨져 간다. 한편 그 때, 상기 권장체(19)는, 상기 스핀들에 의해 1점에서 축받이되고 있으므로 회전하는 일은 없다.

상기 코어(38)는, 상기 로드(37)의 회전에 따라서 자전하여, 권장체(19)로부터 떼어진 기초부재를 상기 볼나사(63)에 나사맞춤하여, 축방향으로 이동하는 너트부(64)와 걸어맞춤하여 행방향에 밀려 이동하면서 상기 기초부재를 감아간다. 그 때, 축받이되고 있는 상기 권장체(19)에 권장되어 떼어지려고 하는 기초부재는, 상기 권장체(19)의 끝단에 있는 가장자리부(35)에 대해 기초부재에 장력이 가해지도록 하여, 기초부가 휘어지지 않도록, 상기 스프링(70)의 탄성력에 의해, 상기 권장체(19)를 원래의 상태로 되돌리도록 하여, 또는 수동에 의해 상기 핸들(69)을 이용하여 장력을 조절한다. 이와 같이 하여, 상기 권장체(19)는, 축받이된 상태로 요동하게 된다. 한편 계산에 의하면, 상술한 예(권장체의 길이가 행방향에 12mm 및 열방향으로 80mm의 경우)에서는, 상기 권장체(19)의 축받이점에 대한 요동각은 25.16도이다. 본 실시형태에 관한 장치에 대해서는, 장력은, 상기 권장체(19)의 가장자리부(35)에 있어서 기초부재에 가해지고, 가장자리부(35)의 근방에 위치하는 기초부재상에 있어서는, 시료가 배포되어 있지 않기 때문에, 배포된 시료에, 상기 접촉이나 상기 장력에 의해 악영향을 받는 일이 없기 때문에 신뢰성이 높다.

이와 같이 하여, 제조된 코어(38)가, 원기둥형상으로 시료가 집적하여 배열된 시료집적체이다.

또한, 도 8에 나타내는 바와 같이, 상기 코어(38)의 원기둥형상 구멍을 막기 위한 캡(84)을 코어(38)의 아래쪽의 개구부에 끼워 맞춤시켜 부착하여, 상기 코어(38)의 위쪽에 피펫 칩(83)에 수용시키기 위해 소정 길이의 손잡이(85)의 하단부를 상기 코어의 상단의 개구부에 끼워 맞춤시키는 것에 의해서 부착하여 상기 코어 (38)를 취급하기 쉽게 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 캡(84)과 손잡이(85)가 부착된 코어(38)는, 도 8에서 절결하여 나타내는 바와 같은, 액체의 흡인 토출을 실시할 수 있는 분주장치의 노즐에 장착하여 사용하는 피펫 칩(83)내에 수용하여, 시료집적체(82)로 해도 좋다.

한편 상기 캡(84)에는, 피펫 칩(83)에 장착했을 때에, 유체의 흐름을 멈추지 않도록, 피펫 칩(83)의 내벽과의 사이에 유체의 통과가 가능한 틈새가 형성되어 있다. 또한, 손잡이(85)에 대해서도, 피펫 칩(83)의 내벽과의 사이에는 틈새를 형성하여 유체의 흐름을 멈추지 않게 하고 있다.

계속하여, 도 9로부터 도 15에 기초하여, 다른 실시형태에 관한 시료집적체를 제조하기 위한 시료배열·집적화 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치를 설명한다.

도 9는, 실시형태에 관한 시료배열·집적화 장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치를 나타낸 것이다.

이 시료배열·집적화 장치 및 시료집적체 사용장치는, 시료집적체 또는 집적체로서의 코어(120), 피펫 칩(122), 핸드 피페터(124), 상기 광 정보 획득부로서의 스캐너 장치(126), 제어부(127), 및 퍼스널 컴퓨터(128)를 갖는다. 또한 이 검사에서는, 상기 코어(120)에 검사용의 시료를 부착 고정할 때의 고정대에 설치한 소정 각도로 단속적으로 수동으로 회전시키는 회전부(130), 및 목적 생체물질과의 사이의 반응을 실시하게 하기 위한 용액을 수용한 용기(32)가 이용된다.

상기 코어(120)는, 이 실시형태에서는 정팔각기둥이다. 이것에 의해서, 8개 의 측면에 형성되는 정사각형형상의 평탄면에, 시료를 고정하면 좋기 때문에 고정을 용이하게 실시할 수 있고, 또한 하기 광학적인 처리를 실시할 때에도, 위치 결정이 용이하여 장치 전체의 구성을 간략화하고 취급을 용이하게 할 수 있기 때문이다. 코어(120)이 정팔각기둥인 경우에는, 상기 소정각도는 45도가 적당하다. 이 코어(120)는, 그 밖에, 정육각기둥 등의 다각기둥, 혹은 다각의 통형상의 것을 채용하여, 각 표면에 형성되는 평탄면에 시료를 고정하도록 할 수 있고, 또한 원기둥, 원통의 형상이라 해도 좋다.

코어(120)는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 수평방향을 향한 회전축을 갖는 회전부(130)에 대해서, 코어(120)와 동심에 수평으로 장착(착탈 자유롭게) 가능하다. 또한, 이 코어(120)에는 미리 시료를 부착 고정하는 스폿 위치에, 스폿도장(138)(마크)이 설치되어 있고, 이 스폿도장(138)을 표적으로 검사자는 시료(140)를 부착 고정한다. 이와 같이, 스폿위치를 상기 스폿도장(138)에 나타낸 위치로 하는 것에 의해서, 반응을 검출하는 장치의 간이화 및 처리의 간이화를 꾀하고 있다.

또한, 이 스폿도장(138)을 대신하여, 스폿용의 오목부를 설치하는 것으로 해도 좋다. 또한, 미리 시료가 부착된 스폿편을 붙이는 것으로 해도 좋다. 이 시료에 대해서는, 풀형상으로 하여 부착상태를 눈으로 보아 확인하기 쉬운 것으로 할 수도 있다. 또한, 통상, 시료는 투명한 것이 많지만, 이것에 착색료를 혼합한 것(형광성을 갖지 않거나 정도가 낮은 것)을 이용함으로써, 부착의 확인을 용이하게 하고, 혹은, 시료의 종류에 따라 색 종류를 나누도록 해도 좋다.

스폿도장(138)의 위치는, 이 실시형태에서는, 코어(120)의 일평탄면의 긴 자 방향으로 또한 규정의 고정 위치에, 예를 들면, 4개소 설치하고 있다. 이 코어(120)는 팔각기둥이기 때문에, 8면의 전부에 사료를 고정한다고 한 경우에는, 4×8의 32개의 고정위치를 설치할 수 있다.

코어(120)의 일평탄면에 고정하는 시료(140)의 수는, 축방향에 따라서, 예를 들면, 4개∼8개 정도까지가 장치의 간이화를 고려한 경우에는 타당하지만, 이 이외의 복수개로 할 수 있다. 시료(140)의 고정의 용이성 및 시료의 필요 고정수로 하면, 코어는 팔각이고 또한 한 면에 고정하는 시료(140)의 수는 6개로 한 형태(이 경우의 합계의 시료수는 8×6= 48개)가 적합하다고 생각할 수 있다.

이와 같이, 스폿도장 등의 위치를 미리 규정된 고정위치로 해 둠으로써, 해석시에는, 고정위치만을 측정하면 좋기 때문에 처리를 단순하기 실시할 수 있게 되어, 처리의 간소화를 꾀할 수 있다. 코어(120)의 재질은, 예를 들면, 나일론, 폴리카보네이트, 폴리비닐 아세테이트, 폴리에틸렌 등과 같은 플라스틱의 형성품이 이용된다. 탄성이 있는 나일론 등은, 공작의 용이성, 혹은 시료의 부착의 용이성으로부터 적합하다.

도 10은, 다른 형태의 코어(121)를 나타낸 것이고, 이 코어(121)는, 본체부(116)가 원기둥형상으로 형성되고 있다. 이 본체부(116)로부터 위쪽으로 돌출한 부위의 하부에는 팔각형형상의 유지부(118)가 형성되고, 이 유지부(118)의 팔각형의 각 면에 대응하는 본체부(116)의 표면에는, 축방향에 6개소, 시료(140)의 부착 고정용의 오목부(119)가, 소정의 고정 위치에 설치되고 있다.

상기 오목부(119)에 의해, 시료(140)의 부착(8)을 정확하고 용이하게 실시할 수 있다. 한편, 상기 오목부(119)를 대신하여, 스폿도장, 또는 도 10을 포함하는 편을 첩부하는 것으로 해도 좋다. 상기 유지부(118)는, 하기 고정대에 설치된 소정 각도씩 단속적으로 수동으로 회전 가능한 회전부 (131)의 유지부재(170)에 팔각형의 구멍을 형성하고, 여기에 꽂아 넣어 연결함으로써, 유지부재(170)에 대한 위치 결정을 정확하고 용이하게 실시할 수 있다. 이 경우, 상기 소정각도는 45도이다.

또한, 코어(121)의 본체부(116)의 상부에는 주위의 3개소에 볼록부(115)가 설치되고, 본체부(116)의 하부는 원추형상의 끝이 가늘게 형성되고, 이 부위에 축방향 또한 바깥방향으로 돌출하여 복수의 날개부(117)가 형성되고 있다. 상기 볼록부(115)는, 피펫 칩(122)내에 코어(121)를 삽입했을 때에, 각 볼록부(115)가 굵은 지름부(158)에 접촉하여 코어(121)와 굵은 지름부(158)와의 사이의 틈새 간격이 일정하게 되므로, 용해액과의 반응성이 좋아져, 흡인토출에 관한 용해액도 적어도 된다. 또한 상기 날개부(117)에 의해, 흡인토출시에는, 용해액의 기포형상화가 방지되고, 또한 용해액의 끊어짐(단수)이 좋아져 처리의 효율화를 꾀할 수 있다.

도 11(a)은, 팔각기둥의 코어(120)를, 다른 형태의 고정대에 설치한 회전부(131)에 부착한 상태를 나타낸 것이다. 이 코어(120)는, 시료(140)의 부착시에는, 팔각기둥형상의 유지부재(170)의 앞끝단에 연결부재(172)를 통하여 부착된다. 이 회전부(131)는, 대좌(174)의 상부에 스프링판(176)을 마주하게 하여 고정하여, 이러한 스프링판(176)의 부세력을 이용하여 상기 유지부재(170)를 끼우고 스프링판(176)의 부세력을 이용하여 유지시킨다. 그리고, 유지부재(170)의 끝단부에 설치 한 레버(177)를 돌림으로써, 코어(120)의 위치결정이 가능해진다. 또한 도 11(b)에 나타내는 바와 같이, 이 유지부재(170)에 부착된 코어(120)는, 그대로 하기 피펫 칩(122)에 수납 가능하고, 수납 후는 유지부재(170)로부터 탈착한다.

상기 핸드 피페터(124)는 도 9에 나타내는 바와 같이, 상기 코어(120)의 수용부로서의 피펫 칩(122)과 이 피펫 칩(122)에 대해서 흡인 및 토출을 실시하기 위한 흡인 토출부(146)를 갖는다. 상기 흡인 토출부(146)에는, 실린더(148), 피스톤(150), 실린더(148)와 파이프를 통해 연통하는 노즐부(152)가 설치되고 있다. 그리고 검사자는, 피스톤(150)에 연결된 핸들(154)을 조작하여, 피펫 칩(122)의 흡인 토출을 실시한다.

상기 피펫 칩(122)은, 상기 노즐부(152)와 O-링 등을 통하여 착탈 자유롭게 장착되는 장착부(157)와, 앞끝단에 1개의 입출구를 갖고 이 핸드 피페터(124)를 외부의 용기(132)에 삽입 가능한 가는 지름부(156)와, 이 가는 지름부(156)와 상기 장착부(157)와의 사이에 설치되어 상기(156)보다도 큰 지름을 갖고 상기 코어(120)가 수용되는 굵은 지름부(158)를 갖는다. 상기 장착부(157)의 개구부가, 상기 코어(120)를 삽입하여 수용하기 위한 수용구가 된다.

도 12에 나타내는 바와 같이, 스캐너장치(126)는, 상기 회전부에 상당하는 위치 결정을 위한 회전기구(180), 상기 광 정보 획득부로서의 여기용의 광원으로서의 반도체 레이저(160), 마이크로렌즈 어레이(162), 라인 CCD(164)를 갖고, 또한 상기 제어부(127)로서 A/D변환기(166) 및 마이크로컴퓨터를 내장한 CPU부(168)를 가지고 있다. 이 반도체 레이저(160)는, 피펫 칩(122)에 수용된 코어(120)에 여기 광을 조사하는 것으로, 코어(120)를 축방향에 조사한다.

상기 회전기구(180)는, 피펫 칩(122)에 수납된 코어(120)의 주위를 스캔하기 위해, 위치 결정을 실시하는 기구이다. 이 회전기구(180)는 도 13(a)에 나타내는 바와 같이, 위치결정 플랜지(182), 유지대(186), 및 위치 결정 가압체(189) 등을 가지고 있다.

상기 위치결정 플랜지(182)는, 도 13(b)에 나타내는 바와 같이, 원형의 구멍부(183)를 갖고, 통형상으로 형성되고, 상부측의 바깥둘레는 지름 확대되어 팔각형상의 위치결정용 측면(184)이 설치되고, 또한, 하부측의 바깥둘레는 원형상으로 형성되어 있다. 이 위치결정 플랜지(182)는, 피펫 칩(122)의 굵은 지름부(158)를 구멍부(183)에 끼워 넣은 상태로 유지 가능하다.

그리고, 유지대(186)의 구멍부(187)에, 위치결정 플랜지(182)의 위치 결정용 측면(184)을 걸어멈춤시키고 피펫 칩(122)을 유지 고정한다. 또한, 상기 위치결정 가압체(189)는, 위치결정 플랜지(182)의 위치결정용 측면(184)의 바깥둘레부에 접촉하는 상태로 설치되고, 코일스프링(188)의 부세력에 의해 팔각형상의 위치 결정용 측면(184)을 가압하여, 이것에 의해 피펫 칩(122)을 45°(360°/8) 단위에서 위치결정한다.

이 회전기구(180)는, 피펫 칩(122)의 앞끝단의 장착부(157)를 검사자의 손으로 회전시키면, 팔각의 위치결정 플랜지(182)의 구멍부내를 피펫 칩(122)이 슬립 하면서 자유롭게 회전 가능하다. 이 회전에 의해, 위치결정 플랜지(182)에 대한 피펫 칩(122)의 회전방향의 방향의 조정이 가능하다. 또한, 상기 위치결정 플랜지 (182)를 손으로 회전시키면, 코일 스프링(188)의 가압에 의해, 이 팔각의 각 면이 가압체(189)의 가압방향에 대해서 수직으로 위치하도록, 위치결정 플랜지(182)가 위치결정 고정된다.

상기 여기용의 광원의 조사 형태에 대해서는, 도 14(a)에 나타내는 바와 같이, 레이저광을 라인형상으로 확산 가능한 라인 제너레이터 부착의 반도체 레이저(178)를 이용하여, 검출면(181)을 확산 조사할 수 있다. 또한, 도 14(b)에 나타내는 바와 같이, 집광렌즈 부착의 고휘도 발광 다이오드(LED)(179) 등의 발광체를, 검출면(181)의 검출 스폿(185)의 수에 맞춰, 일렬형상으로 배열하여 동시에 조사하는 형태라고 해도 좋다. 이와 같이, 1개의 발광 다이오드의 빛을 집광하면, 수 mW의 레이저를 라인 제너레이터로 확산시켰을 경우에 필적하는 강도를 얻을 수 있고, 또한 검출 스폿(185)의 수만큼 발광 다이오드를 배치해도 염가이다.

마이크로 렌즈 어레이(162)는, 코어(120)가 발하는 형광(스폿광)을 집광하는 것이고, 또한 라인CCD(164)는, 감지한 스폿광을 상기 신호로 변환한다. 상기 A/D변환기(166)는, 상기 신호를, 컴퓨터가 해석 가능한 디지털신호로 변환하는 것이다. CPU부(168)는 제어기능을 갖고, 상기 스캐너장치(126)로부터의 화상 데이터를, A/D변환기(166)에 의해 디지털신호로 변환시켜, 이 화상 데이터를 퍼스널컴퓨터(128)에 보낸다.

도 15는, 검출면(181)으로부터의 형광을 수광하여, 상기 신호로 변환하여 A/D변환기(166)에 의해서 디지털 신호로 변환하는 구성의 여러 가지의 실시형태를 나타낸 것이다. 도 15(a)는, 마이크로렌즈 어레이(190), 에미션 필터(191), 포토 다이오드 어레이(192), 아날로그 멀티플렉서(193), 및 A/D변환기(166)를 갖는 수광 변환구성을 나타낸다. 이 수광 변환기구는, 검출면(181)의 검출스폿(185)의 수만큼 포토다이오드를 설치하여, 아날로그 멀티플렉서(193)에 의해, 순서대로 각 포토다이오드로부터의 전기신호를 선택하여, A/D변환기(166)에 보내는 것이다.

도 15(b)는, 에미션 필터(191), 렌즈부착 포토다이오드(194), 아날로그, 멀티플렉서(193), 및 A/D변환기(166)를 갖는 수광 변환구성을 나타낸다. 이 수광 변환기구는, 상기 마이크로 렌즈 어레이(190)를 대신하여 렌즈 부착 포토다이오드(194)를 설치한 것이다. 또한 여기에서는, 검출면(181)의 검출스폿(185)의 수만큼 1대 1로, 렌즈부착 포토다이오드(194)를 배치하는 것에 의해, 효율이 좋은 검출을 가능하게 하고 있다. 도 15(c)는, 마이크로렌즈 어레이(190), 에미션 필터(191), 저해상도 라인 CCD(195), 및 A/D변환기(166)를 갖는 수광 변환구성을 나타낸다. 이 수광 변환구성은, 라인 CCD(195)를 이용함으로써, 스폿위치 및 수의 자유도가 증가하고, 또한 저렴하게 구성할 수 있다.

또한 도 12에 나타내는 바와 같이, 상기 CPU부(168)와 퍼스널컴퓨터(128)는, USB 포토로 접속 가능한 구성으로 하고 있어, 이 때문에 일반적으로 시판되고 있는 퍼스널컴퓨터(128)를 사용하는 것이 가능하다. 퍼스널컴퓨터(128)는, 화상 데이터를 해석하고, 인식하여 결과를 표시화면에 표시하고, 인쇄기에 출력한다.

여기서, 상기 장치를 이용하여 수용반응을 평가하는 순서에 대하여 설명한다.

우선, 도 1에 나타내는 바와 같이, 고정대에, 회전축이 수평방향이 되도록 설치한 회전부(130)에 코어(120)를 축심이 일치하여 위치하도록 장착 고정하여, 검사자는 미리 코어(120)에 설치된 스폿도장(138)의 위치에, 스포이드 등을 이용하여 시료(140)를 부착 고정한다. 이 시료(140)는 복수종류이고, 예를 들면, 기존의 여러 가지의 염기배열을 갖는 올리고 뉴클레오티드 등을 부착 고정한다. 다음에 소정각도 회전시키고 다음의 측면에 대해서 부착 고정을 실시하여, 8측면에 대해서 이것을 반복한다. 그 밖에, 고정대에 설치한 회전부(131)를 이용하여 팔각기둥의 코어(120)에 시료(140)를 부착하는 경우는, 상기 설명한 바와 같이, 유지부재(170)의 레버(177)를 돌림으로써, 코어(120)의 팔면이 각각 위치결정 고정되어 각 고정위치에 있어서 검사자는 시료(140)를 부착 고정한다.

이 때, 상기 시료의 각 화학구조와 그 각 고정위치를 대응지어 부착한다. 이것에 의해 검사결과가 표준화되고, 또한, 특정의 위치에 시료를 대신하여 발광물질 등에 의한 마커를 부착 고정하도록 해도 좋다. 이 마커는, 시료의 위치를 특정하기 위한 기준이 되는 것으로, 정량적 정보의 표준 강도도 표시하도록 설정된다. 또한, 특정위치의 마커는 초기위치를 나타내는 것이라고 규정해 두면, 이 마커를 화상 인식의 시점으로 하여, 화상 인식을 실시할 수 있다.

또한, 도 13에 나타내는 바와 같이, 코어(120)의 가장 하단(피펫 칩에 수용한 상태로) 부근의 위치에, 기준면을 나타내는 마커(141)를 스폿해 둘 수 있다. 그리고, 이 마커(141)에 기초하여, 가장 형광이 커지는 위치를 프리 스톱 상태에서 찾아내, 위치결정 플랜지(182)에 대한 피펫 칩(122)내의 코어(120)의 회전위치를 적절한 위치에 위치 결정한다. 다음은, 상기 팔각의 위치결정 플랜지(182)를 단속 적으로 회전시키는 것에 의해, 다른 면의 스폿을 정확하게 측정할 수 있게 된다.

코어(120)의 일평탄면에의 고정을 끝내면, 코어(120)를 돌려 다음의 평탄면을 위쪽을 향해서, 이 위치에 시료(140)를 부착하여 고정한다. 이와 같이 하여 검사자는, 8개소의 각 평탄면(1면, 혹은 복수면, 8면의 전부)에 시료(140)를 고정한다.

다음에, 검사자는, 상기 코어(120)를 핸드 피페터(124)의 피펫 칩(122)에 수납한다. 그리고, 피펫 칩(122)의 가는 지름부(156)를 용기(132)내에 삽입하여, 핸드 피페터(124)의 흡인 토출부(146)에 의해서 용기(132)내의 용해액을, 코어(120)가 잠길 때까지 흡인하여, 그 후 토출하여, 이 동작을 수회 반복한다. 이것에 의해, 용해액 중의 DNA가 코어(120)의 시료(140)에 흡착한다. 다음에, 펠체소자가 설치된 항온조에 있어서, 형광물질 등으로 표식화 된 상기 목적물질이 현탁하는 액에 소정의 시료를 혼합시킨 프로브 용액을 미리 약 95℃에서 수 분간 가열한 후, 냉각하여, 하이브리다이즈하기 쉬운 형으로 상기 용액을 조정한다.

또한, 상기 피펫 칩(122)의 가는 지름부(156)를, 항온조의 용기로 이동하여 삽입하여, 약 수 분∼수 시간을 들여 인큐베이션을 실시하여 반응시킨다. 반응 종료후, 실온에서, 세정액이 수용된 용기(도시하지 않음)에, 상기 가는 지름부(156)를 삽입하여, 진탕을 가하여 세정하여, 여분의 상기 목적물질 등이 현탁한 프로브 용액을 제거한다.

그리고, 육 쟁의 종료한 상기 코어(120)을, 피펫 칩(122)의 외부로부터 상기 스캐너 장치(126)를 이용하고 주사하여, 측정한다. 우선, 검사자는, 상기 코어 (120)가 수납된 피펫 칩(122)을, 상기 회전기구(180)의 위치결정 플랜지(182)에 지지시킨다. 이 때, 상기 위치결정 가압체(189)는, 위치결정 플랜지(182)의 위치 결정용 측면(184)에 접촉하여, 코일스프링(188)의 부세력에 의해 위치 결정된다.

여기서 검사자는, 스캐너장치(126)의 모드를 모니터 모드(리얼타임에 스폿 측정치를 표시)로 전환한다. 다음에, 검사자는, 피펫 칩(122)의 장착부(157)를 손으로 돌려, 가장 모니터치가 커지는 위치를 찾아내어, 모니터 모드를 끝낸다. 이 위치가 측정에 최적인 각도 위치이고, 다음은 위치결정 플랜지(182)를 돌리는 것만으로 최적인 위치 결정을 실시할 수 있다. 이 때, 상기 모니터치를 특정하는 마커를 이용하여 이 마커를 모니터 모드에 있어서의, 상기 모니터치가 커지는 위치 판단의 기준으로 하면, 비교적 용이하게 정확한 위치를 결정할 수 있다. 상기 위치 결정 후는, 검사자는 위치결정 플랜지(182)를 돌리고, 순차 팔각의 각면을 위치 결정하여 코어(120)의 최초의 면으로부터 측정을 시작한다.

다음에, 검사자가 측정버튼(도시하지 않음)을 누르면, 측정의 시작신호가 CPU부(168)에 통지되어 수용 반응측정이 시작된다. 그리고 CPU부(168)의 제어에 기초하여, 반도체 레이저(160)에 의해, 상기 피펫 칩(122)의 굵은 지름부(158)의 축방향에 따른 세로방향에 레이저광이 출력되어, 코어(120)의 일평탄면의 전체 스폿(시료)를 조사한다. 이 반도체 레이저(160)로부터 조사된 레이저광은, 형광 물질을 여기한다.

조사된 레이저광에 의해 생긴, 코어(120)의 시료로부터의 형광(스폿광)은, 마이크로 렌즈 어레이(162)를 통하여 라인CCD(164)에 수광되어, 소정의 전기신호로 변환된다. 이 전기신호는, A/D변환기(166)를 통하여 디지털신호로 변환되어 CPU부(68)는, 이 신호를 각 스폿마다 순서대로 퍼스널컴퓨터(128)에 보낸다.

다음에, 피펫 칩(122)을 회전시키는 것에 의해서, 각 고정위치 및 그 고정위치의 정성적 및 정량적 정보를 얻을 수 있다. 이 때에는, 수동에 의한 회전과, 전동에 의한 회전이 있다.

수동에 의한 경우에는 상기 도 13에 나타내는 바와 같이, 회전각도가 45° (360도/8) 마다, 소정의 클릭감과 함께 회전이 정지하여, 코일스프링(188)의 부세력에 의해 팔각형상의 위치 결정용 측면(184)을 가압하여, 밸런스를 취한 바람직한 위치에 위치 결정된다. 그리고 검사자는 측정버튼을 눌러, 측정의 시작을 CPU부(168)에 알린다. CPU부(168)는 이 시작신호를 받아 반도체 레이저(160)를 작동시키고, 반도체레이저(160)는 코어(120)의 일면을 주사하여, 코어(120)의 스폿광은 수광되고, 전기신호로 변환되어 퍼스널컴퓨터(128)에 보내진다. 이후에도 마찬가지로 하여, 수동에 의해 위치결정 플랜지(182)를 단속적으로 회전시켜, 코어(120)의 스폿 정보를 퍼스널 컴퓨터(128)에 보낸다.

전동에 의한 경우는, 먼저의 처리 후, CPU부(168)로부터의 지시에 의해, 펄스모터에 소정의 수의 펄스가 인가되어, 연결된 피펫 칩(122)의 장착부(157)를 45도 회전시킨다. 이후에는, 상기 시작신호를 받은 경우와 같은 동작이 실시되어, 코어(120) 의 스폿광은, 수광되고 전기신호로 변환되어 퍼스널컴퓨터(128)로 보내진다. 또한 펄스모터에 소정의 펄스를 가하여 장착부(157)를 회전시켜, 코어(120)의 스폿 정보가 퍼스널컴퓨터(128)에 보내진다.

상기 퍼스널컴퓨터(128)는, 상기 스폿정보를 집적하여, 이것을 화상 데이터로서 해석, 분석해, 화상인식에 의해 형광을 발하는 스폿광이 판단되어, 이 결과가, 표시장치에 표시되고, 또한 인쇄장치에 의해 인쇄된다. 이 때, 스폿의 배열, 간격 등 모든 고정치로서 파악할 수 있기 때문에, 스폿광의 위치의 인식은 간단한 처리로 실시할 수 있고, 또한 위치가 인식되면, 노이즈의 처리 등이 불필요해져 간단한 스폿광의 유무만의 판단으로 끝나게 된다.

따라서, 상기 실시형태에 의하면, 시료의 부착이 코어의 고정위치에 용이하게 실시할 수 있어, 피펫 칩의 위치결정, 빛의 조사, 수광이 간단하고 쉬운 구성으로 실시할 수 있는 것과 동시에 간이하고 염가로, 시료의 측정, 반응결과의 표시 등을 실시할 수 있어 경제성에 뛰어나고, 또한 정도적으로도 안정되어 뛰어난 시료배열·집적장치, 그 방법, 및 시료집적체 사용장치를 얻을 수 있다고 하는 효과가 있다.

이상의 설명에 있어서, 상기 코어(120)는, 상기 부재로서의 멤브레인에 의해서 피장되고 있다고 해도 좋다.

이상 설명한 각 실시형태는, 본 발명을 보다 좋게 이해시키기 위해서 구체적으로 설명한 것으로서, 별도 형태를 제한하는 것은 아니다. 따라서, 발명의 주지를 변경하지 않는 범위에서 변경 가능하다. 예를 들면, 상기 실시형태에서 이용한 각 부품의 개수, 크기, 또는 형상은, 이러한 설명에 한정되는 것이 아니다. 예를 들면, 용기나 유지단의 개수나 배열의 방법은, 상기 경우에 한정되는 것이 아니다. 또한, 상기 설명에서는, 상기 권장체의 주위를 코어가 자전하면서 공전하는 예에 대해 설명했지만, 상기 경우에 한정되는 일 없이, 권장체가, 코어의 주위를 공전하는 경우이더라도 좋고, 또한 권장체와 코어가 서로 공전하는 경우라도 좋다. 또한 그 때, 코어가 자전하는 경우, 권장체가 자전하는 경우, 쌍방이 자전하는 경우가 있을 수 있다.

또한, 설명에 이용한 톱니바퀴 등의 기구는 일례에 지나지 않고, 발명의 주지를 실현할 수 있는 다른 기구를 이용할 수 있다. 또한, 코어의 형상에 대해서도 원기둥형상의 경우에 한정되는 일 없이, 각기둥형상이라도 좋다.

또한, 권장체의 형상에 대해서도, 플레이트형상의 경우에 한정되지 않고, 각기둥형상의 경우라도 좋다. 이 경우에는, 적어도 3 이상의 측면에서 시료의 배포를 실시할 수 있으므로, 보다 효율이 높다.

또한, 이상의 설명에서는, 상기 배포부의 유지단은, 별도 설치한 용기의 각 웰에 삽입하는 것에 의해서, 시료를 함유하는 용액을 유지하도록 했지만, 상기 경우에 한정되는 일 없이, 상기 유지단 자체가, 상기 시료를 함유하는 용액을 수용하는 액체수용부와 연통하도록 형성해도 좋다. 이러한 예로서 상기 마이크로 플레이트의 바닥부에 구멍을 뚫어, 각 웰과 연통하도록 유지단을 설치하도록 해도 좋다. 이것에 의해서, 용기와 배포부를 일체화하여, 작업효율을 높일 수 있는 것과 동시에, 동일한 시료가 함유하는 용액을 다수의 기초부재에 배포할 수 있다.

이상의 설명에서는, 상기 배포부의 상하의 이동이나 시료 집적화 장치의 상기 아암부의 회전을 수동으로 실시하도록 하였지만, 모터를 설치하여 모터로 구동하도록 해도 좋다.

또한, 시료집적체 사용장치의 예로서 코어에 직접 시료를 배열한 시료집적체에 대해서만 설명했지만, 코어에 끈형상 등의 기초부재를 권장한 시료집적체 또는 멤브레인 등의 막형상 부재를 피장한 경우에 대해서 적용할 수 있다.

이상의 설명에서는, 배포용의 간격으로서 행의 간격을 취하고, 권장용의 간격으로서 열의 간격을 취했지만, 반대이더라도 좋다. 또한, 이상의 각 구성요소, 부품, 장치 등 , 예를 들면, 기초부재, 권장체, 유지단, 용기, 집적체, 시료집적체, 광 정보 획득부 등은, 적당하게 변형하면서 임의로 조합할 수 있다.

Claims

배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액을 유지 가능하고, 소정 행렬형상으로 배열된 복수의 유지단을 갖는 배포부와, 시료가 상기 행 또는 열의 배포용의 간격으로 배포되어야 할 끈형상 또는 실형상의 가늘고 긴 형상의 기초부재가 상기 각 유지단과 접촉 가능해지도록 상기 기초부재가 평면상에 있어서 상기 열 또는 행의 권장(卷奬)용의 간격으로 평행하게 배열되도록 권장되는 평면을 갖는 권장체를 갖는, 시료배열·집적화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 장치는, 상기 배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액이 수용가능하고 상기 소정 행렬형상으로 배열된 복수의 웰을 갖는 용기를 갖고, 상기 배포부의 상기 각 유지단은 상기 각 웰에 삽입 가능하게 설치된, 시료배열·집적화 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 배포부는, 배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액을 수용가능하고 상기 소정 행렬형상으로 배열된 액체수용부를 갖고, 상기 유지단은 상기 액체수용부와 각각 연통하는, 시료배열·집적화 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 권장체는 판형상체를 갖고, 상기 평면은 판면(板面)인, 시료배열·집적화 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 권장체는 각기둥을 갖고, 상기 평면은 측면인, 시료배열·집적화 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 배포부는 직사각형 형상의 기판의 아래쪽으로 돌출하는 상기 소정 행렬형상으로 배열된 복수의 유지단을 갖는, 시료배열·집적화 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 유지단은 함수성의 소재를 갖는, 시료배열·집적화 장치.
제 1 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 권장체의 표면에는, 소정 행렬의 열 또 행의 권장용의 간격으로 평행하게 설치된 상기 기초부재의 권장경로에 따라서 상기 행 또는 열의 배포용의 간격으로 설치한 각 시료의 배포위치에서, 상기 시료를 상기 기초부재의 일정범위에 국한되는 국한부를 설치한, 시료배열·집적화 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 국한부는, 소정 행렬의 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 설치된 상기 기초부재의 권장경로를 따라서 상기 행 또는 열의 배포용의 간격으로 오목부이고, 상기 오목부에 있어서 상기 기초부재가 상기 유지단과 접촉하는, 시료배열·집적화 장치.
제 8 항에 있어서,

상기 국한부는, 소정 행렬의 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 설치된 상기 기초부재의 권장경로를 따라서, 상기 행 또는 열의 배포용의 간격으로 설치된 볼록부인, 시료배열·집적화 장치.
제 1 항 내지 제 10 항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 권장체의 표면에는 상기 기초부재의 권장경로를 따라서, 상기 기초부재를 안내(案內)하는 세로홈이 형성된, 시료배열·집적화 장치.
제 1 항 내지 제 11 항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 장치는, 상기 용기 및/또는 권장체를 단독으로 또는 이 순서로 겹쳐 착탈 자유롭게 부착하는 기초부와, 상기 기초부의 위쪽방향에서 상기 배포부가 착탈 자유롭게 부착되고 배포부를 상기 용기 및/또는 권장체에 대해서 접촉 및 이간 가능하게 상하 방향으로 이동 가능하게 하는 가동부를 갖는, 시료배열·집적화 장치.
시료가 소정 행렬의 행 또는 열의 배포용의 간격으로 배포된 기초부재가, 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 권장되고 착탈 가능하게 설치된 권장체와, 상기 기초부재의 일끝단이 부착되고, 상기 기초부재가 권장되어야 할 착탈 가능하게 설치된 코어와, 상기 권장체로부터 상기 기초부재를 순차 벗기면서 상기 코어에 상기 권장용의 간격보다도 좁은 간격으로 감는 기초부재 권취부(卷取部)를 갖는 것에 의해서 상기 기초부재를 집적화하여 배열하는, 시료배열·집적화장치.
제 13 항에 있어서,

상기 기초부재 권취부는, 상기 권장체로부터 상기 기초부재를 순차로 벗기고, 벗겨진 상기 기초부재를 코어가 감도록, 상기 권장체 또는 상기 코어의 적어도 한 쪽을 자전시키면서 상기 권장체 및 상기 코어와의 사이를 상대적으로 공전시키고 상대적으로 병진 이동시키는, 시료배열·집적화 장치.
제 14 항에 있어서,

상기 기초부재 권취부는, 상기 코어를, 상기 기초부재를 감는 방향으로 자전시키면서, 상기 권장체의 주위를 상기 기초부재를 벗기는 방향으로 공전시키고, 또한 코어를 상기 권장체에 상대적으로 병진 이동시키는 것에 의해서 상기 기초부재를 코어에 감는 코어 회전이동부를 갖는, 시료배열·집적화 장치.
제 14 항 또는 제 15 항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 권장체를 요동 가능하게 유지한, 시료배열·집적화 장치.
배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액을 유지 가능하고, 소정 행렬형상으로 배열된 복수의 유지단을 갖는 배포부와, 시료가 상기 행 또는 열의 배포용의 간격으로 배포되어야 할 끈형상 또는 실형상의 가늘고 긴 형상의 기초부재가 각 유지단에 접촉 가능해지도록, 상기 기초부재가 평면상에서 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 배열되도록 권장되는 평면을 갖는 권장체와, 상기 기초부재의 일끝단이 부착되어, 상기 기초부재가 권장되어야 할 착탈 가능하게 설치된 코어와, 상기 권장체로부터 상기 기초부재를 순차 벗겨서 상기 코어에 상기 권장용의 간격보다 좁은 간격으로 감는 기초부재 권취부를 갖는, 시료배열·집적화 장치.
소정행렬의 행 또는 열의 배포용의 간격으로 끈형상 또는 실형상의 가늘고 긴 형상의 기초부재상에 시료를 일괄하여 배포하는 방법으로서, 배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액을, 소정행렬 형상으로 배열한 복수의 유지단에 유지시키는 유지공정과, 상기 기초부재가 평면상에 있어서 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 배열되도록 권장되는 평면을 갖는 권장체에 권장된 상기 기초부재와 상기 유지단을 접촉시키는 접촉공정을 갖는, 시료배열·집적화 방법.
제 18 항에 있어서,

상기 유지공정은, 소정행렬형상으로 배열되고, 배포되어야할 시료를 함유하 는 용액이 수용된 복수의 웰을 갖는 용기의 각 웰에, 상기 유지단을 삽입하는 것에 의해서 실시하는, 시료배열·집적화 방법.
제 18 항 또는 제 19 항 중의 어느 한 항에 있어서,

상기 유지공정은, 소정행렬형상으로 배열되고, 배포되어야 할 시료를 함유하는 용액을 복수의 각 유지단에 그 내부로부터 공급하는, 시료배열·집적화 방법.
시료가 소정행렬의 행 또는 열의 배포용의 간격으로 배포된 기초부재가, 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 권장된 권장체로부터 상기 기초부재를 순차 벗겨, 상기 기초부재의 일끝단이 부착되고 상기 기초부재가 권장되어야 할 코어에, 상기 권장용의 간격보다 좁은 간격으로 감는 집적화 공정을 갖는, 시료배열·집적화 장치.
제 21 항에 있어서,

상기 집적화공정은, 상기 권장체로부터 상기 기초부재를 순차 벗겨, 벗겨진 기초부재를 코어가 감도록 상기 권장체 또는 상기 코어의 적어도 한 쪽을 자전시키면서 상기 권장체 및 상기 코어와의 사이를 상대적으로 공전시키고 또한 상대적으로 병진 이동시키는, 시료배열·집적화 방법.
배포되어야 할 시료를 함유하는 각 용액을, 소정행렬형상으로 배열한 복수의 유지단에 유지시키는 유지공정과, 상기 기초부재가 평면상에 있어서 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 배열되도록 권장되는 평면을 갖는 권장체와 상기 기초부재가 상기 각 유지단과 접촉시키는 접촉공정과, 시료가 배포된 기초부재가, 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 권장된 권장체로부터 상기 기초부재를 순차 벗기고, 상기 기초부재의 일끝단이 부착되고 상기 상기 기초부재가 권장되어야 할 코어에, 상기 권장용의 간격보다도 좁은 간격으로 감는 집적화 공정을 갖는, 시료배열·집적화 방법.
시료가 소정행렬의 행 또는 열의 배포용의 간격으로 배포되어야 할 끈형상 또는 실형상의 가늘고 긴 형상의 기초부재와, 상기 기초부재가 평면상에 있어서 상기 열 또는 행의 권장용의 간격으로 평행하게 배열되도록 권장된 평면을 갖는, 권장체.
각 시료가 간격을 비우고 미리 정한 위치에 배포되어야 할 둘레곡면 또는 2 이상의 측면을 갖고 또는 각 시료가 간격을 비우고 미리 정한 위치에 배포되어야 할 부재가 축선을 둘러싸도록 권장 또는 피장 된 코어를 갖는 집적체와, 상기 둘레곡면 또는 상기 각 측면 또는 권장 혹은 피장된 상기 부재에 대해 상기 각 시료를 배포 가능하게 하도록, 상기 코어를, 그 축선의 주위에 소정각도씩 단속적으로 회전시키는 회전부를 갖는, 시료배열·집적화 장치.
각 시료가 간격을 비우고 미리 정한 위치에 배포된 둘레곡면 또는 2 이상의 측면을 갖고 또는 각 시료가 간격을 비우고 미리 정한 위치에 배포된 부재가 축선을 둘러싸도록 권장 또는 피장된 코어를 갖는 시료집적체와, 상기 시료집적체를 수용 가능하고, 유체의 흡인 토출구를 갖는 투광성 또는 반투광성의 피펫 칩과, 상기 피펫 칩 및 상기 피펫 칩에 수용된 상기 시료집적체를, 그 피펫 칩 또는 코어의 축선의 주위에 소정각도씩 단속적으로 회전시키는 회전부와, 상기 시료집적체로부터의 빛을 수광하여 광 정보를 얻는 광 정보 획득부를 갖는, 시료집적체 사용장치.