【課題】高密度の貫通孔アレイを有する器具または「プラテン」を作製する方法、ならびにプラテンの表面を洗浄および再研磨（refurbishing）する方法を提供する。
【解決手段】種々の態様において、試薬は、毛管現象によって貫通孔の中に入れてもよく、または貫通孔の壁面に付着させてもよい。多孔質材料は、例えばゲル、ビーズ、焼結ガラス、もしくは粒子状物質であってもよく、または、化学的にエッチングを施した貫通孔の内壁であってもよい。特定の態様において、アレイは、個々の分子、分子の複合体、ウイルス、細胞、細胞群、組織片、または小粒子もしくはビーズを含んでいてもよい。アレイの構成要素もまた、例えば分析物の存在を報告するトランスデューサーとして作用してもよく、または関心対象の分析物を保持するための選択的結合剤として機能してもよい。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の貫通孔を有する所望の厚さのプラテンを作製する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）上面と下面とを有する複数のプレートを提供する段階であって、該複数のプレートのうち少なくともいくつかにおいて上面および下面のうち一方または両方が、該面の全長にわたる連続的で且つ実質的に平行な溝を有する段階；
ｂ）該複数のプレートのうち１つを除く全てのプレートの上面を他のプレートの下面に結合させる段階；および
ｃ）所望の厚さにすることが必要な場合は、該貫通孔に対して実質的に垂直に該プラテンをスライスし、これによって複数の貫通孔を有する所望の厚さのプラテンを作製する段階。
【請求項２】
複数のプラテンを作製するために段階ｃ）を繰り返す段階をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
１つのプレートの溝が他の各プレートの溝と実質的に平行になるような構成でプレートが結合される、請求項１記載の方法。
【請求項４】
複数の貫通孔を有するプラテンを含む、プローブ、細胞、または溶媒を固定するための器具であって、該貫通孔の少なくともいくつかがプローブ、細胞、または溶媒を固定するための多孔質材料を中に有するような器具。
【請求項５】
対面する疎水性の表面と複数の親水性の貫通孔とを有するプラテンを作製する方法であって、以下の段階を含む方法：
（ａ）両親媒性分子と反応する物質でプレートをコーティングする段階；
（ｂ）貫通孔を形成する段階；および
（ｃ）表面に疎水性コーティングを有するが該貫通孔の壁面には有さないプラテンを提供するために両親媒性分子の溶液または蒸気で該プレートを処理する段階。
【請求項６】
請求項５記載の方法で作製されるプラテン。
【請求項７】
請求項６記載のプラテンの疎水性コーティングを使用後に再生する方法であって、以下の段階を含む方法：
（ａ）疎水性コーティングが残っている場合はこれを除去する段階；および
（ｂ）疎水性コーティングを再生するために両親媒性分子の溶液または蒸気で該プラテンを処理する段階。
【請求項８】
複数の貫通孔を有するプラテンの表面に選択的にコーティングを施す方法であって、以下の段階を含む方法：
（ａ）両親媒性分子と反応する物質で該プラテンの表面を選択的にコーティングする段階；および
（ｂ）疎水性コーティングを再生するために両親媒性分子の溶液または蒸気で該プラテンを処理する段階。
【請求項９】
以下を含む器具：
対面する２つの表面と該表面間にわたる複数の貫通孔とを有するプラテンであって、該貫通孔が壁面を有し、且つ、外壁面と該表面とにそれぞれ独立に機能を付与できるよう該表面と該壁面とが異なる化学特性を有するプラテン。
【請求項１０】
貫通孔を有する所望の厚さのプラスチック製プラテンを作製する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）貫通孔を有するプラテンを少なくとも２つ含むプラテンスタックの貫通孔に複数の毛管をポッティングする段階；
ｂ）隣接するプラテンを、所望の厚さに等しい距離に分離する段階；
ｃ）該分離したプラテン間の空間にプラスチック形成材料を注入する段階；
ｄ）該プラスチックを形成する段階；および
ｅ）チップを形成するため該プラテンと該プラスチックとの境界面でスライスする段階。
【請求項１１】
貫通孔を有する所望の厚さのプラスチック製プラテンを作製する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）貫通孔を有するプラテンを少なくとも２つ含むプラテンスタックの貫通孔に複数のファイバーまたはワイヤーをポッティングする段階；
ｂ）隣接するプラテンを、所望の厚さに等しい距離に分離する段階；
ｃ）該分離したプラテン間の空間にプラスチック形成材料を注入する段階；
ｄ）該プラスチックを形成する段階；
ｅ）貫通孔を形成するため該ファイバーまたはワイヤーを該プラスチックから引き抜く段階；および
ｆ）チップを形成するため該プラテンと該プラスチックとの境界面でスライスする段階。
【請求項１２】
化学アレイを作製する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）対面する２つの表面と複数の貫通孔とを有するプラテンを提供する段階；
ｂ）該貫通孔の少なくともいくつかを閉鎖し且つ他の貫通孔を開放状態のまま残すため、該プラテンの一方または両方の表面にマスクを施す段階；
ｃ）該開放状態の貫通孔の少なくとも１つに試薬が入るよう、該プラテンの表面を該試薬に曝露する段階；ならびに
ｄ）化学アレイを作製するため、少なくとも１つの異なるマスクと少なくとも１つの異なる試薬とを用いて段階ｂ）およびｃ）を繰り返す段階。
【請求項１３】
マスクがポリマー、エラストマー、紙、ガラス、または半導体材料で構成される、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
マスクが機械弁、ピンアレイ、または気体ジェットを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１５】
マスクを施す段階においてマスクとプラテンとの間に気密シールが形成される、請求項１２記載の方法。
【請求項１６】
試薬が液体、気体、固体、粉末、ゲル、溶液、懸濁液、細胞培養物、ウイルス調製物、または電磁放射線である、請求項１２記載の方法。
【請求項１７】
異なる貫通孔を曝露するためにマスクが移動される、請求項１２記載の方法。
【請求項１８】
マスクのピンおよび孔のアラインメントとプラテンの貫通孔とが位置合わせされるような位置合わせ用のピンおよび孔をマスクが有する、請求項１２記載の方法。
【請求項１９】
マスクが軟質の材料を含む、請求項１２記載の方法。
【請求項２０】
複数のマスクが軟質のテープの一部であり、且つ、該テープを進めることによって該複数のマスクとプラテンの貫通孔とが位置合わせされる、請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
請求項１２記載の方法により作製されるアレイ。
【請求項２２】
化学アレイを作製する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）対面する２つの表面と複数の貫通孔とを有するプラテンを提供する段階；
ｂ）１つまたは複数の試薬を表面に有するマスクを該プラテンの表面の一方または両方に施し、これにより該マスクから該貫通孔の少なくともいくつかへと該試薬を移送させる段階；および
ｃ）少なくとも１つの異なるマスクと少なくとも１つの異なる試薬とを用いて段階ｂ）を繰り返し、これにより化学アレイを作製する段階。
【請求項２３】
プラテン中の化学アレイ内の試料を分離する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）対面する２つの表面と複数の貫通孔とを有するプラテンを提供する段階；
ｂ）帯電した試薬の入った電気泳動装置に該プラテンを入れ且つ該貫通孔に平行な電場をかけることによって、該貫通孔の少なくともいくつかの中に該試薬を電気泳動的に移動させる段階；および
ｃ）少なくとも１つの異なる試薬を用いて段階ｂ）を繰り返し、これにより化学アレイを作製する段階。
【請求項２４】
空間アドレス指定可能なアレイを作製する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）空間アドレス指定が可能で且つ各々が内壁をもつ複数の不連続な貫通孔を有するプラテンを提供する段階であって、該プラテンが、対面する疎水性の表面を有するプラテンである段階；および
ｂ）該貫通孔の少なくともいくつかの内壁上または該貫通孔の少なくとも１つの中に入れられたビーズ上に少なくとも１つの試薬またはプローブを共有結合的または非共有結合的に固定し、これによって空間アドレス指定可能なアレイを形成する段階。
【請求項２５】
貫通孔が非交通性の貫通孔である、請求項２４記載の方法。
【請求項２６】
貫通孔が選択的に交通性の貫通孔である、請求項２４記載の方法。
【請求項２７】
以下の段階をさらに含む、請求項２４記載の方法：
ｃ）あらかじめ定められた貫通孔の部分集合の中にまたはこれを通過させて試薬を流す段階。
【請求項２８】
確率アレイを作製する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）複数の貫通孔を有するプラテンを提供する段階；および
ｂ）確率アレイを作製するため、複数の試薬の各々を無作為的または半無作為的に該貫通孔に適用する段階。
【請求項２９】
試薬を適用する段階が、貫通孔の少なくともいくつかに対応させた複数の分注器具を提供する段階、異なる組合せの試薬溶液を各貫通孔に分注する段階、および該分注器具を異なる貫通孔のセットに対応させるため少なくとも１回再位置決めする段階を含む、請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
試薬溶液に対して不混和性である液体を貫通孔の少なくとも１つに分注する段階をさらに含む、請求項２９記載の方法。
【請求項３１】
関心対象の生物学的特性、化学特性、または物理特性をもつ試薬の組合せを同定する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）請求項２８記載の方法を用いて確立アレイを作製する段階；
ｂ）関心対象の特性をもつ組合せについて該確率アレイのアッセイを行う段階；および
ｃ）該関心対象の特性をもつ試薬を同定する段階。
【請求項３２】
対面する表面と複数の貫通孔とを有するプラテンを装填する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）該貫通孔に装填するための試料を含む液体試料に該プラテンを浸漬し、これによって該貫通孔の少なくともいくつかに該試料を装填する段階；および
ｂ）該プラテンの該表面に対して親和性を有するが該液体試料に対して不混和性である液体に該プラテンを通過させ、これによって該プラテンの該表面の余剰の試料混合液を洗浄除去する段階。
【請求項３３】
対面する表面と複数の貫通孔とを有するプラテンを装填する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）該貫通孔に装填するための試料を含む液体試料に該プラテンを浸漬し、これによって該貫通孔の少なくともいくつかに該試料を装填する段階；および
ｂ）該プラテンの該表面に対して親和性を有するが該液体試料に対して不混和性である液体に該プラテンを接触させ、これによって該プラテンの該表面の余剰の試料混合液を洗浄除去する段階。
【請求項３４】
複数の貫通孔を有するプラテンにおいて、蒸発を軽減し、かつ有機体の生存度を維持する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）前記プラテンの貫通孔に該有機体および増殖培地を装填する段階；および
ｂ）気体透過性の液体に該プラテンを浸漬する段階であって、ここで該気体透過性の液体は、前記増殖培地に対して不混和性であり、これにより蒸発を軽減し、かつ有機体の生存度を維持する段階。
【請求項３５】
有機体の１つまたは複数の物理特性についてアッセイを行う段階をさらに含む、請求項３４記載の方法。
【請求項３６】
有機体が細胞である、請求項３４記載の方法。
【請求項３７】
有機体が胚である、請求項３４記載の方法。
【請求項３８】
気体透過性の液体がフルオロカーボン、シリコーンポリマー、または単分子層である、請求項３４記載の方法。
【請求項３９】
揮発性の試料を他の試料と混合する方法であって、
ａ）複数の貫通孔を有するプラテンを提供する段階；
ｂ）選択的に、１つまたは複数の不揮発性試料を該貫通孔のいくつかまたは全部に装填する段階；
ｃ）該プラテンの該貫通孔の少なくともいくつかに１つまたは複数の揮発性試料を装填し、これにより、各貫通孔内の試料を同じ貫通孔内の他の試料と混合させる段階；および
ｄ）該揮発性試料に対して不混和性の液体に該プラテンを浸漬する段階
を含み、且つ、段階ｂ）、ｃ）、およびｄ）が任意の順序で行われてよい方法。
【請求項４０】
混合される試料が、混合させるため不混和性の液体へ浸漬される間に接触する２つの別々のプラテン中にまず提供される、請求項３９記載の方法。
【請求項４１】
段階ｃ）とｄ）とが逆の順序で実施される、請求項３９記載の方法。
【請求項４２】
不混和性の液体がフルオロカーボン、シリコーンポリマー、鉱油、またはアルカンである、請求項３９記載の方法。
【請求項４３】
試料のアレイを混合する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）複数の貫通孔を有するプラテンを提供する段階であって、該貫通孔の少なくともいくつかに第一の試料または試料のセットが装填されている段階；
ｂ）第二の試料または試料のセットのアレイを含む実質的に平らな表面を提供する段階であって、該平らな表面上の該第二の試料または試料のセットが該プラテン中の該試料に対して位置合わせされうるような段階；
ｃ）該プラテンを、該平らな表面上の該第二の試料または試料のセットの該アレイに対して位置合わせする段階；ならびに
ｄ）該プラテンを該平らな表面に接触させる段階であって、該プラテン中の該試料が該平らな表面上の該試料に対してアラインメントされる段階。
【請求項４４】
第一の試料または試料のセットが１つまたは複数のプローブを含む、請求項４３記載の方法。
【請求項４５】
第二の試料または試料のセットが１つまたは複数のプローブを含む、請求項４３記載の方法。
【請求項４６】
プラテン中に含まれる試料の物理特性を解析する段階をさらに含む、請求項４３記載の方法。
【請求項４７】
平らな表面が、プラテンアレイのパターンとマッチする疎水性パターンを有する、請求項４３記載の方法。
【請求項４８】
複数の貫通孔を有するプラテンの特定の貫通孔から試薬またはプローブをレセプタクルに移送する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）該レセプタクルの上方に該プラテンを置く段階；および
ｂ）気体、液体、もしくは固体のバースト、またはピンを該特定の貫通孔に適用し、これにより該試薬またはプローブを該レセプタクルに移送する段階。
【請求項４９】
気体、液体、または固体のバーストがシリンジで生成される、請求項４８記載の方法。
【請求項５０】
光力学材料または光熱材料を貫通孔の内部または上部に付着させ、次に該光力学材料または光熱材料の活性化に適した周波数および強度を有するレーザービームを該光力学材料または光熱材料に照射することによって気体のバーストが生成される、請求項４８記載の方法。
【請求項５１】
複数の貫通孔を有するプラテンの貫通孔を充填またはドレーンするための器具であって、
ａ）該プラテンを受け取るよう適応化されたホルダー；
ｂ）該プラテンの１つの貫通孔に試料を注入するのに適した大きさの開口部を有するノズル；および
ｃ）該ノズルを通過する試料の流量を制御する弁
を具備し、且つ、該ホルダーと該ノズルとが互いに動きうるような器具。
【請求項５２】
ノズルが、プラテンに接触するように位置決めされる、請求項５１記載の器具。
【請求項５３】
プラテンから試料を受け取るように位置決めされたマイクロプレートをさらに具備する、請求項５１記載の器具。
【請求項５４】
弁の制御とホルダーおよびノズルの互いに対する位置の制御とを行うコンピューターをさらに具備する、請求項５１記載の器具。
【請求項５５】
弁の制御とマイクロプレートおよびホルダーの互いに対する位置の制御とを行うコンピューターをさらに具備する、請求項５３記載の器具。
【請求項５６】
マイクロプレート、ホルダー、およびノズルが、少なくとも二次元で互いに独立に動かされうる、請求項５３記載の器具。
【請求項５７】
ノズルが１つの位置に保持され、且つホルダーおよびノズルが少なくとも二次元で互いに独立に動かされうる、請求項５１記載の器具。
【請求項５８】
プラテンの貫通孔のうち少なくとも１つの中で生じる１つ以上の反応の動態を解析する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）複数の貫通孔を有する第一のプラテンを提供する段階であって、該貫通孔に第一の試料または試料のセットが装填されている段階；
ｂ）該プラテンを検出装置に導入する段階；
ｃ）複数の貫通孔を有する第二のプラテンを該検出装置に導入する段階であって、該貫通孔に試料または試薬が装填されている段階；
ｄ）該第一のプラテンの貫通孔の内容物が該第二のプラテンの対応する貫通孔の内容物と混合されうるよう、該プラテンを位置合わせし且つ接触させる段階；ならびに
ｅ）貫通孔のうち少なくともいくつかの内容物の物理特性の経時変化を検出する段階。
【請求項５９】
アレイ中の試料の物理特性を解析する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）複数の貫通孔を有するプラテンを提供する段階であって、該貫通孔に試料が装填されている段階；
ｂ）２つの部分透過ミラーの間に該プラテンを置く段階；
ｃ）該ミラーのうち１つを介して該試料を照明する段階；および
ｄ）該試料の光学出力を検出する段階。
【請求項６０】
撮像の段階が、アレイから発せられる光を測定する段階を含む、請求項５９記載の方法。
【請求項６１】
プラテンがレーザーキャビティ内に置かれ、且つ２つのミラーの間に光学利得媒質が配置される、請求項５９記載の方法。
【請求項６２】
撮像の段階が、照射源側と反対側のミラーから出る光を測定する段階を含む、請求項５９記載の方法。
【請求項６３】
アレイからの試料の出力を測定する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）複数の貫通孔を有するプラテンを提供する段階であって、該貫通孔に試料が装填されている段階；
ｂ）該試料を毛管のアレイに導入する段階；
ｃ）パルス圧を用いることにより、不連続流を作りながら毛管を通して試料を溶離する段階；
ｄ）溶離された試料を該毛管に対して動いている表面上にスポッティングする段階であって、該スポットが不連続であり且つ試料の混合が生じないような段階；および
ｅ）該スポットの物理特性を解析する段階。
【請求項６４】
アッセイにそのまま利用できる高密度形式で複数の試料を保存する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）複数の貫通孔を有するプラテンを提供する段階；
ｂ）２つの溶媒を含む混合液に溶解した該試料を該貫通孔に装填する段階であって、第一の溶媒は蒸気圧が低い溶媒であり、且つ第二の溶媒は蒸気圧がより高い溶媒である段階；および
ｃ）該第二の溶媒を蒸発させ、その結果該第一の溶媒中の複数の試料を提供する段階。
【請求項６５】
各溶液中の第一の溶媒の体積が約25 nl未満である、請求項６４記載の方法。
【請求項６６】
高スループットアッセイを形成する方法であって、以下の段階を含む方法：
ａ）複数の貫通孔を有するプラテンを提供する段階であって、該貫通孔の少なくともいくつかが蒸気圧の低い溶媒に溶解された試料を含む段階；
ｂ）該溶解された試料を凍結させるのに十分な温度まで該プラテンを冷却する段階；
ｃ）試薬を含む溶液に該プラテンを浸漬する段階であって、該溶液の温度が該試料の凝固点よりは低いが該試薬溶液の凝固点よりは高い温度である段階；
ｄ）該プラテンを該試薬溶液から取り出す段階；および
ｅ）該試料の凝固点より高い温度まで該プラテンを加温する段階。
【請求項６７】
プラテンを提供する段階が以下の段階を含む、請求項６６記載の方法：
ａ）複数の貫通孔を有するプラテンを提供する段階；
ｂ）２つの溶媒を含む混合液に溶解した試料を該貫通孔に装填する段階であって、第一の溶媒は蒸気圧が低い溶媒であり、且つ第二の溶媒は蒸気圧がより高い溶媒である段階；および
ｃ）該第一の溶媒を蒸発させる段階。
【請求項６８】
試料溶液が水溶液である、請求項６６記載の方法。
【請求項６９】
それぞれが複数の貫通孔を有する第一および第二のプラテンと半透膜とを具備する濾過器具であって、該第一のプラテンの貫通孔が該第二のプラテンの貫通孔と実質的にアラインメントするように該プラテンがアラインメントされ、且つ該半透膜が該２つのプラテンの間に挟まれている濾過器具。
【請求項７０】
半透膜がニトロセルロース膜である、請求項６９記載の器具。
【請求項７１】
半透膜が細胞の層を含む、請求項６９記載の器具。
【請求項７２】
プラテンが疎水性の表面を有する、請求項６９記載の器具。

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【図１２】

【図１３】

【図１４】

【図１５】

【図１６】

【図１７】

【図１８】

【図１９】

【図２０】

【図２１】

【図２２】

【図２３】

【図２４Ａ】

【図２４Ｂ】

【公開番号】特開２００９−８０１０６（Ｐ２００９−８０１０６Ａ）
【公開日】平成２１年４月１６日（２００９．４．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２２２５７６（Ｐ２００８−２２２５７６）
【出願日】平成２０年８月２９日（２００８．８．２９）
【分割の表示】特願２００２−５３３９９７（Ｐ２００２−５３３９９７）の分割
【原出願日】平成１３年１０月１０日（２００１．１０．１０）
【出願人】（５０２３０１０６７）バイオトローブ・インコーポレイテツド (1)
【Ｆターム（参考）】