專利名稱：生物芯片制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于制造生物芯片的生物芯片制造裝置。
背景技術(shù)：
已經(jīng)出現(xiàn)這樣一種生物芯片其中諸如DNA、蛋白質(zhì)等生物高分子以高密度來固定。例如，這種類型的生物芯片這樣形成，使得幾十到幾萬種不同種類的生物高分子排列在基板上。
作為通過在基板上排列生物高分子來制造生物芯片的方法的相關(guān)技術(shù)，參照JP-A-2002-243736。
圖10示出了用于實現(xiàn)JP-A-2002-243736中所述的生物芯片制造方法的分配裝置。分配裝置1包括具有細長的開放式毛細管通道4的試劑分配器2。毛細管通道4由一對細長的部件2a和2b構(gòu)成。部件2a和2b彼此靠近，這樣使得毛細管通道4逐漸變細直至收斂于通道4下端的尖端，也就是說，直至收斂于通道4的尖端區(qū)域3。在尖端區(qū)域3中儲存有一定量的試劑溶液5。
試劑分配器2連接到連接部件8，這樣使得隨著螺線管6的螺線管活塞7的上/下運動，試劑分配器2也能夠上下移動。螺線管6連接到機械臂9上，從而能夠通過機械臂9將分配裝置1作為一個整體而適當(dāng)?shù)厣?、下、左、右移動到預(yù)定位置。
依據(jù)該分配裝置，當(dāng)分配裝置1向左和向右移動后，試劑分配器2通過螺線管活塞7迅速移動而靠近或遠離支撐表面(未圖示)，也就是說，移動到垂直于圖10所在的紙表面的平面(X-Y平面)中的預(yù)定位置，然后移動到合適的上下位置時，能夠?qū)Υ嬖诜峙溲b置1的前端區(qū)域3中的溶液點樣在置于支撐表面上的支撐體(例如，生物芯片)上。
然而，上述的試劑分配器存在以下問題。
(1)用新的試劑溶液將試劑分配器2充滿需要花費很長時間，這是因為必須執(zhí)行以下步驟將試劑分配器2浸在清洗液中；除去吸進毛細管通道4中的清洗液；以及將毛細管通道4浸在新的試劑溶液中。
(2)因為使用一個試劑分配器2來點樣不同種類的試劑溶液，所以不同種類的試劑溶液會被污染。
(3)在通過試劑分配器2點樣的過程中，很難獲得均勻的位點分布，這是因為在支撐表面(生物芯片基板的表面)上始終附著恒定量的試劑并不容易。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生物芯片制造裝置，其中，能夠縮短制造生物芯片所需時間，能夠防止不同種類的生物高分子的溶液(稱作生物高分子溶液)被污染，以及能夠容易地獲得均勻的位點。
本發(fā)明提供一種用于在生物芯片基板上排列多種不同的生物高分子的生物芯片制造裝置，該裝置具有能夠在任何方向上移動的支撐體；固定在支撐體上的印模；以及生物高分子溶液供給單元，其供應(yīng)多種將被附著在印模表面上的生物高分子溶液。
在該生物芯片制造裝置中，生物高分子溶液供給單元將生物高分子溶液附著在印模的表面上，然后附著有生物高分子溶液的印模壓在基板的表面上。
依據(jù)該生物芯片制造裝置，當(dāng)多種生物高分子附著在印模的局部位置時，將該印模壓在生物芯片基板上。結(jié)果，在基板上能夠同時形成與在印模中的排列相同的多個位點。由于多個位點同時形成，因此與現(xiàn)有技術(shù)相比，這種生物芯片能夠在相當(dāng)短的時間內(nèi)制成。
另外，由于使用印模，所以能夠容易地獲得均勻的位點。
在該生物芯片制造裝置中，在印模表面上形成多個凹凸部分。另外，在該生物芯片制造裝置中，印模表面由多孔材料制成，并且平坦地形成。
在該生物芯片制造裝置中，印模由橡膠、樹脂、金屬或玻璃制成。
在該生物芯片制造裝置中，印模包括溶液儲存部分，所述溶液儲存部分在形成于印模表面的凸起的外圍或內(nèi)部儲存生物高分子溶液。另外，在該生物芯片制造裝置中，溶液儲存部分是溝、穴或通孔。
在該生物芯片制造裝置中，通過氣動、磁性或機械作用將印模固定在支撐體上。
在該生物芯片制造裝置中，印?？梢怨潭ㄔ谥误w上，也可以從支撐體上拆下。
在該生物芯片制造裝置中，將能與生物高分子溶液中的生物高分子結(jié)合的結(jié)合基附著在基板上，然后印模將生物高分子溶液附著在結(jié)合了結(jié)合基的基板部分上。
在該生物芯片制造裝置中，印模由一個部件或由多個部件的組合而一體地形成。
在該生物芯片制造裝置中，多次將印模壓在基板表面上，以將生物高分子溶液轉(zhuǎn)印到基板上。
在該生物芯片制造裝置中，印模是一次性的。這種情況下，能夠防止不同種類的生物高分子溶液被污染。
根據(jù)該生物芯片制造裝置，能夠獲得如下優(yōu)點。
(1)當(dāng)形成排列在印模上的不同種類生物高分子的位點時，由于印模是一次性的，因此能夠防止不同種類的溶液在印模中污染。
(2)由于所有的位點能夠被同時壓印，因此能夠在短時間內(nèi)制造生物芯片。
(3)由于使用橡膠或類似物質(zhì)的印模，所以能夠通過均勻的壓力將印模壓在基板的整個表面上，以便容易地獲得均勻的位點。


圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的生物芯片制造裝置主要部分的結(jié)構(gòu)圖；圖2示出了印模的另一個實例圖；圖3A到3C示出了印模的又一個實例圖；圖4示出了印模的又一個實例圖；圖5示出了基板表面的另一個實例圖；圖6示出了印模前端部分的又一個實例圖；圖7示出了對應(yīng)于圖6所示印模的溶液板的另一個實例圖；圖8A和8B示出了在基板上使用結(jié)合基情況下的結(jié)構(gòu)實例圖；圖9示出了印模的結(jié)構(gòu)實例圖；以及圖10是示出用于實現(xiàn)相關(guān)技術(shù)中生物芯片制造方法的分配裝置實例的結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式
下文將參考附圖詳細描述本發(fā)明的實施方式。在本實施方式中，當(dāng)具有大量凸起的印模(stamp)與具有大量溶液儲存器的溶液板接觸后，儲存在各溶液儲存器中的生物高分子溶液分別附著在印模的各凸起上。將其上附著有生物高分子溶液的印模壓在生物芯片基板的表面上，以將生物高分子溶液轉(zhuǎn)印到生物芯片基板的表面上，從而制造出生物芯片。
在將生物高分子溶液注入溶液板的溶液儲存器時，可使用眾所周知的注入裝置來將生物高分子溶液分別注入各溶液儲存器(穴)。根據(jù)不同種類的生物高分子溶液，分別制備注入裝置。
圖1是示出根據(jù)本發(fā)明一個實施方式的生物芯片制造裝置主要部分的結(jié)構(gòu)圖。圖1中，印模10例如由橡膠成型。形狀像山峰的多個凸起11在印模的下端表面形成為陣列。印模10的上端部分由支撐體20可拆卸地夾持。
支撐體20連接到機械臂21。機械臂21這樣形成，使得機械臂21能夠通過驅(qū)動裝置(未圖示)而上、下、左、右自由移動。
參考標(biāo)號30表示溶液板。該溶液板30具有大量形成穴狀的溶液儲存器31，各種生物高分子溶液能夠分別儲存在這些穴中。
這樣設(shè)置生物芯片基板40，使得生物高分子溶液能夠通過印模10而附著在基板的表面上。
下文將描述在這種生物芯片制造裝置中制造生物芯片的操作。制備具有多個溶液儲存器31的溶液板30，多個溶液儲存器31中分別充滿有生物高分子溶液。驅(qū)動機械臂21來移動印模10以使印模10的各凸起11與各溶液儲存器31接觸，從而將生物高分子溶液分別附著在各凸起11的前端。
生物高分子溶液附著后，驅(qū)動機械臂21將印模10向上移動到預(yù)定位置并且向基板40橫向移動，然后將印模10從基板40的正上方向下移動到基板40上。將印模10的凸起11壓在基板40上，這樣使得附著在各凸起11上的生物高分子溶液同時壓印在基板40的所有位點上。壓印后，印模10向上移動。
另外，可以兩次或更多次地將印模10壓在基板上來將溶液附著在基板上。
為了制造相同的生物芯片，可以重復(fù)前述操作來制造生物芯片。當(dāng)印模10前端部分的生物高分子溶液不足時，可以從溶液板中補充相同的溶液，以便溶液再次附著在凸起11上。當(dāng)溶液板30上的溶液不足時，可以使用注入裝置(未圖示)來補充相應(yīng)的溶液。
當(dāng)印模老化或當(dāng)要制造不同種類生物高分子的另一種排列時，舊的印模被廢棄并且更換新的印模。禁止將舊印模清洗后循環(huán)使用。
在依據(jù)本實施方式的生物芯片的制造中，因為印模是一次性的，所以不同種類的生物高分子溶液不會污染。此外，由于所有的位點能夠被同時壓印，因此可以在短時間內(nèi)制造出生物芯片。此外，由于印模由橡膠制成使得能夠利用均勻的壓力將印模壓在基板上，所以可以容易地獲得均勻的位點。
本發(fā)明不只局限于前述實施方式，只要不脫離本發(fā)明的實質(zhì)，還可以包括各種變化和改進。
例如，可以使用下述方法，即，利用空氣等來吸附印模10的方法、機械夾持印模10的方法或者事先將磁粒和印模10的材料混合并通過固定在支撐體20上的磁體來吸附印模10的方法，這樣使得支撐體20能夠夾持印模10。
印模10不只局限于前述實施方式中由橡膠制成的印模?？梢允褂媚軌蛴糜谥圃煊∧５臉渲?、金屬或玻璃。印模10的主要部分可以由多孔材料形成。在這種情況下，如圖2所示，印模10只是局部注入了生物高分子溶液32，從而能防止生物高分子溶液32相互污染。
當(dāng)印模10由樹脂、金屬或玻璃制成時，在凸起11上可以分別形成如圖3A到3C所示的用于儲存溶液的溝、槽、穴等。
圖3A示出了在每個凸起11的側(cè)面形成溝12的結(jié)構(gòu)實例。圖3B示出了這樣的結(jié)構(gòu)實例，即，在每個凸起11的前端部分設(shè)置圓形穴13以及在凸起11的外圍部分形成直徑小于穴13的直徑的穴14。外圍部分中各個穴14的形狀可以使用任何形狀。例如，各個穴14可以是半圓形、橢圓形或者圓形。
圖3C示出了這種情況的結(jié)構(gòu)圖，即，在每個凸起11的前端部分設(shè)置圓形穴15以及在凸起11的外圍部分形成溝16或槽。
如圖4所示，可以在每個凸起11的中心形成縱向穿過印模10的孔17，使得能夠從后面借助于空氣等來適當(dāng)?shù)匚交驂河∧?0，以向凸起11的前端補充適量的生物高分子溶液32。
基板40的表面不必如本實施方式中那樣平坦。例如，如圖5所示，基板40可以具有凹凸部分41，該凹凸部分41與印模10的凸起11的凹凸結(jié)構(gòu)相對應(yīng)地形成，這樣使得至少凹凸部分41的前端部分是平坦的。
如圖6所示，可以在印模10的表面形成穴18，這樣能夠在穴18中分別儲存生物高分子溶液32。例如，如圖7所示，具有凸起51的溶液板50可以用于向印模10供應(yīng)生物高分子溶液，凸起51相對于印模10的表面互補地形成。分別在各凸起51的中心部分設(shè)置穴52，這樣能夠利用毛細現(xiàn)象沿著穴52分別向凸起51的前端部分供應(yīng)生物高分子溶液。
如側(cè)視圖8A所示，可以事先將圓形的諸如氨基硅烷的結(jié)合基(bonding group)60結(jié)合到基板40的表面上，這樣使得生物高分子溶液32能夠通過印模10而分別附著在結(jié)合基60上。這種情況下，很容易局部地限制每個位點的形狀。
另外，每個結(jié)合基60的形狀不只限于圓形。例如，如平面圖8B所示，結(jié)合基60 以為線形。
印模不必要由一個部件形成。例如，如圖9所示，可以通過將兩個或更多個部件組合(例如，圖9中的兩個部件10a和10b)來整體形成印模。總之，可以利用任何結(jié)構(gòu)，只要這些部件能夠以單元的形式彼此固定和廢棄。
權(quán)利要求
1.一種生物芯片制造裝置，用于在生物芯片基板上布置多種不同的生物高分子，所述生物芯片制造裝置包括能夠在任何方向上移動的支撐體；固定在支撐體上的印模；以及生物高分子溶液供給單元，其供應(yīng)多種將被附著在印模表面上的生物高分子溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的生物芯片制造裝置，其中，生物高分子溶液供給單元將生物高分子溶液附著在印模的表面上，然后附著有生物高分子溶液的印模壓在基板的表面上。
3.如權(quán)利要求1所述的生物芯片制造裝置，其中，在印模表面上形成多個凹凸部分。
4.如權(quán)利要求1所述的生物芯片制造裝置，其中，印模表面由多孔材料制成，并且平坦地形成。
5.如權(quán)利要求1所述的生物芯片制造裝置，其中，印模由橡膠、樹脂、金屬或玻璃制成。
6.如權(quán)利要求1所述的生物芯片制造裝置，其中，印模包括溶液儲存部分，所述溶液儲存部分在形成于印模表面的凸起的外圍或內(nèi)部儲存生物高分子溶液。
7.如權(quán)利要求6所述的生物芯片制造裝置，其中，溶液儲存部分是溝、穴或通孔。
8.如權(quán)利要求1所述的生物芯片制造裝置，其中，通過氣動、磁性或機械作用將印模固定在支撐體上。
9.如權(quán)利要求1所述的生物芯片制造裝置，其中，印?？梢怨潭ㄔ谥误w上，也可以從支撐體上拆下。
10.如權(quán)利要求1所述的生物芯片制造裝置，其中，將與生物高分子溶液中的生物高分子結(jié)合的結(jié)合基附著在基板上，然后印模將生物高分子溶液附著在結(jié)合了結(jié)合基的基板部分上。
11.如權(quán)利要求1所述的生物芯片制造裝置，其中，印模由一個部件或由多個部件的組合而一體地形成。
12.如權(quán)利要求2所述的生物芯片制造裝置，其中，多次將印模壓在基板表面上，以將生物高分子溶液轉(zhuǎn)印到基板上。
13.如權(quán)利要求1所述的生物芯片制造裝置，其中，印模是一次性的。
全文摘要
一種用于在生物芯片基板上排列多種不同的生物高分子的生物芯片制造裝置，包括能夠在任何方向上移動的支撐體；固定在支撐體上的印模；以及生物高分子溶液供給單元，其供應(yīng)多種將被附著在印模表面上的生物高分子溶液。生物高分子溶液供給單元將生物高分子溶液附著在印模的表面上，然后附著有生物高分子溶液的印模壓在基板的表面上，從而以與印模上相同的排列將生物高分子溶液附著在生物芯片基板的表面上來同時形成多個位點。
文檔編號G01N1/00GK1746673SQ20051009838
公開日2006年3月15日 申請日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月10日
發(fā)明者田名綱健雄, 佐藤紗綾 申請人:橫河電機株式會社