KR100717819B1 - Spotting device for microarraying biological material - Google Patents
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Abstract
본 발명은 생물학적 시료의 미세 배열(microarray)을 위한 스팟팅 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다수의 핀과 상기 핀들을 다수의 점에서 접촉 지지하여 핀들이 정교한 상하 방향의 직선 운동을 하도록 하여주는 핀 가이딩 홀더를 포함하는 생물학적 시료의 미세 배열을 위한 스팟팅 장치에 대한 것이다. The present invention relates to a spotting device for the microarray of a biological sample. More specifically, the spotting device for the micro-arrangement of biological samples comprising a plurality of pins and pin guiding holder to contact and support the pins at a plurality of points to allow the pins to perform a precise linear movement in the vertical direction will be.
핀, 홀더Pin holder
Description
도 1은 본 발명의 분해 사시도이다.1 is an exploded perspective view of the present invention.
도 2는 본 발명의 핀의 개략도이다.2 is a schematic view of the pin of the present invention.
<도면의 부호에 대한 간단한 설명><Short description of the symbols in the drawings>
1: 상부 가이드판 2: 하부 가이드판1: upper guide plate 2: lower guide plate
3: 가이드 와이어 4: 조절 블럭3: guide wire 4: adjusting block
5: 프레임 6: 스프링 판5: frame 6: spring plate
7: 조절 나사 8: 핀7: adjusting screw 8: pin
본 발명은 생물학적 시료의 미세 배열(microarray)을 위한 스팟팅 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 다수의 핀과 상기 핀들을 다수의 점에서 접촉 지지하여 핀들이 정교한 상하 방향의 직선 운동을 하도록 하여주는 핀 가이딩 홀더를 포함하는 생물학적 시료의 미세 배열을 위한 스팟팅 장치에 대한 것이다. The present invention relates to a spotting device for the microarray of a biological sample. More specifically, the spotting device for the micro-arrangement of biological samples comprising a plurality of pins and pin guiding holder to contact and support the pins at a plurality of points to allow the pins to perform a precise linear movement in the vertical direction will be.
인간 게놈 프로젝트가 완료됨에 따라 대량의 유전체 정보가 계속적으로 밝혀 지고 있으며 이렇게 밝혀진 유전자의 염기 서열정보를 기초로 하여 여러가지 생물체의 유전자의 기능을 효율적으로 해석하는 기술의 개발이 요구되고 있다. 따라서, 포스트 게놈의 연구 과제로서 기능적 게놈학 또는 시스템 생물학이 등장하고 있으며, 이러한 것들은 인간 게놈 프로젝트의 성과를 상업적으로 응용하기 위한 연구인 것이다. 이러한 연구들중의 예가 슬라이드 글라스 또는 실리콘등의 기판상에 다수의 DNA 분자를 배열한 DNA 칩에 대한 연구이다.As the human genome project is completed, a large amount of genomic information is continuously revealed, and based on the nucleotide sequence information of the genes identified, development of a technique for efficiently interpreting the functions of genes of various organisms is required. Accordingly, functional genomics or system biology has emerged as a post-genome research project, and these are studies for commercial application of the results of the human genome project. An example of such studies is the study of DNA chips in which a large number of DNA molecules are arranged on a substrate such as slide glass or silicon.
소위, DNA 칩기술, 일명 DNA 미세 배열(microarray)기술은 특정 유전자의 발현, 변이나 다형성등을 동시에 해석하는 데 아주 유용한 기술이며, 이미 알려져 있는 유전자의 발현 정도를 관찰하거나 새로운 유전자의 검색을 위해서 매우 적합한 기술이다 (Lipshutz, R.J. et al. (1995) Biotechniques 19, 442-447; Chee, M. et al. (1996) Science 274, 610-614). So-called DNA chip technology, also known as DNA microarray technology, is a very useful technique for simultaneous interpretation of specific gene expression, mutations, and polymorphisms. Very suitable technique (Lipshutz, RJ et al. (1995) Biotechniques 19, 442-447; Chee, M. et al. (1996) Science 274, 610-614).
DNA 칩은 기존의 분자 생물학적 지식과 기계 및 전자공학 기술에 의하여 제조된다. DNA 칩은 자동화된 기계적 장치와 이에 대한 전자 제어 기술을 사용하여 수백가지 내지 수십만가지의 DNA를 작은 공간에 집적시킨 것이다. 이와 같이 수백가지 내지 수십만가지 종류의 DNA를 집적시킨 DNA 칩을 사용하면 일시에 최소한 수백가지 이상의 유전자들을 짧은 시간 이내에 검색할 수 있다. DNA 칩은 유리 판이나 반도체 웨이퍼를 기판으로서 사용하며, 이 기판에는 아주 작은 양의 수십만종의 DNA가 고도로 집적되어 배열되어 있으므로 일시에 많은 종류의 유전자를 짧은 시간이내에 검색할 수 있다.DNA chips are manufactured by existing molecular biological knowledge and mechanical and electronics technology. DNA chips integrate hundreds to hundreds of thousands of DNA into small spaces using automated mechanical devices and electronic control techniques. Using a DNA chip that has accumulated hundreds to hundreds of thousands of DNA types, at least hundreds of genes can be searched in a short time at a time. The DNA chip uses a glass plate or a semiconductor wafer as a substrate, and since a very small amount of hundreds of thousands of DNAs are highly integrated and arranged, many kinds of genes can be searched in a short time at a time.
현재까지 다양한 방식의 DNA 칩 제조 기술이 개발되었으며, 스팟팅 (spotting) 또는 접촉 프린팅 방식, 비접촉 프린팅(non-contact printing)방식, 사진식각방식(photo-lithography)으로 대별된다.To date, various methods of manufacturing DNA chips have been developed, and are classified into spotting or contact printing, non-contact printing, and photo-lithography.
이들 방식중에서, 비접촉 프린팅 방식은 DNA 용액 저장조에 열이나 솔레노이드 액츄에이터 또는 압전 (piezoelectric)소자를 사용하는 전기적인 힘을 가하여 DNA 용액을 기판에 정량적으로 분사하는 방법이다. 그러나, 일반적으로 DNA 칩에 분사해야 하는 DNA 용액의 종류가 매우 많으므로, 다수의 저장조가 요구되며 채널 내부에 존재하는 잔여 공간이 분사 압력 완충 기능을 하게 되며 정교한 정량 분사가 어렵다는 단점이 있다. Among these methods, the non-contact printing method is a method of quantitatively spraying a DNA solution onto a substrate by applying heat or electrical force to the DNA solution reservoir using a solenoid actuator or piezoelectric element. However, in general, since there are many kinds of DNA solutions to be injected onto the DNA chip, a large number of reservoirs are required, and the remaining space present in the channel serves as the injection pressure buffering function and it is difficult to elaborate precise metering.
사진식각방식(photo-lithography)은 현재 반도체 제조 공정에 사용되는 기술을 이용한 것으로서, 자외선(UV)에 의해 제거되는 보호기를 사용하여 기판의 표면에서 DNA 올리고머를 합성해 나가는 방법으로서, 필요로 하는 염기 배열의 DNA 올리고머를 기판상에 직접 형성시킬 수 있다(Pease, A.C. et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 5022-5026). 그러나, 이 방법은 복잡한 장비의 사용이 요구되므로 일반 연구자들이 쉽게 사용할 수 없는 기술이다. 또한, 고밀도 집적이 가능한 반면에 목적하는 DNA길이가 약 20염기쌍 이하의 길이로 제한된다는 단점이 있다. Photo-lithography is a technique used in the current semiconductor manufacturing process, a method of synthesizing DNA oligomers on the surface of the substrate using a protecting group removed by ultraviolet (UV), the base required Arrays of DNA oligomers can be formed directly on a substrate (Pease, AC et al. (1994) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 91, 5022-5026). However, this method is a technique that cannot be easily used by ordinary researchers because it requires the use of complicated equipment. In addition, while high density integration is possible, the desired DNA length is limited to about 20 base pairs or less.
스팟팅 또는 접촉 프린팅 방법은 뾰족한 바늘과 같은 정밀한 핀을 DNA 올리고머 용액에 침지 시킨 다음, 슬라이드 글라스 기판상에 핀의 말단을 접촉시켜 미량의 DNA 올리고머 용액을 점적하는 방법이다. DNA 올리고머 용액이 저장되는 내부 공간이 없는 바늘 형상의 핀을 사용하는 경우 스팟팅 할 때마다 매번 DNA 올리 고머 용액에 핀을 침지하여야 하므로 일부의 특수한 배열장치(arrayer)나 콜로니 픽킹 로봇을 사용하는 장치에서만 제한적으로 사용될 수 있다. 이러한 바늘 형상의 핀의 사용상의 한계를 극복하기 위하여 핀 내부와 외부에 100미크론 정도의 폭을 갖는 홈이 형성된 핀을 사용하는 퀼 방법(quill 방법)이 제시되었다(DeRisi, J.L. et al. (1997) Science 270, 680-686, 미합중국 특허 제 6101946 호).The spotting or contact printing method is a method in which a fine pin such as a pointed needle is immersed in a DNA oligomer solution, followed by contacting the end of the pin on a slide glass substrate to drop a small amount of DNA oligomer solution. In the case of using a needle-shaped pin without an internal space for storing the DNA oligomer solution, the device needs to be immersed in the DNA oligomer solution every time spotting, so that some special arrayer or colony picking robots are used. Only limited use can be made. In order to overcome the limitation of the use of needle-shaped pins, a quill method using a grooved pin having a width of about 100 microns inside and outside of the pin has been proposed (DeRisi, JL et al. (1997). ) Science 270, 680-686, US Pat. No. 6101946).
이러한 형상의 핀은, DNA 올리고머 용액에 핀을 침지시킬 때, 수 마이크로 리터의 DNA 올리고머 용액을 모세관 현상에 의해 빨아올리게 되므로 다수의 기판위에 반복하여 DNA 올리고머 용액을 스팟팅(spotting)할 수 있다. 그러나, 퀼(quill)방식의 핀은 그 가공이 매우 어렵다. 또한, 100 내지 200㎛ 내경의 유리 모세관을 다수 사용하여 고체 기판상에 순차적으로 스팟팅 하는 방식도 보고된 바 있다. 슬라이드 글라스 위에 약 100㎛ 직경의 스팟을 형성시키려면, 이에 상응하는 직경의 단부를 갖는 미세한 핀이 사용되어야 한다. 또한, 1㎠의 면적내에 100㎛직경의 스팟을 고밀도로 형성시키려면 스팟팅 핀의 상하 방향의 정밀한 직선 운동이 필요하다.The pin of this shape, when the pin is immersed in the DNA oligomer solution, the micro oligomer solution of several microliters is sucked up by the capillary phenomenon, it is possible to repeatedly spot the DNA oligomer solution on a plurality of substrates. However, quill pins are very difficult to process. In addition, a method of spotting sequentially on a solid substrate using a plurality of glass capillaries having an inner diameter of 100 to 200 μm has been reported. To form spots of about 100 μm diameter on the slide glass, fine pins with corresponding diameter ends must be used. In addition, in order to form a high density spot with a diameter of 100 μm in an area of 1 cm 2, precise linear motion in the vertical direction of the spotting pin is required.
이러한 핀 스팟팅 방식은 내경 50 내지 300㎛의 단부를 갖는 핀을 홀더에 다수개 장착한 후, 홀더를 상하 좌우축으로 이동시켜 DNA 올리고머 용액에 핀의 말단을 침지시켜 DNA 올리고머 용액을 핀 내부로 흡입시킨 후, 흡입된 DNA 올리고머 용액을 기판위에 점적하여 DNA 올리고머 스팟을 형성시키는 방법이다. 이러한 핀 스팟팅 방식에 있어서는, 핀 홀더의 상하 방향 이동에 의하여 DNA 올리고머 용액이 기판에 점적되므로, 홀더의 상하 방향 작동을 정밀하게 제어하는 기계 장치가 요구 된다.In this pin spotting method, a plurality of pins having end portions having an inner diameter of 50 to 300 μm are mounted in a holder, and then the holder is moved vertically and horizontally so that the ends of the pins are immersed in the DNA oligomer solution to move the DNA oligomer solution into the pins. After inhalation, the inhaled DNA oligomer solution is dipped onto the substrate to form a DNA oligomer spot. In such a pin spotting method, since the DNA oligomer solution is deposited on the substrate by the vertical movement of the pin holder, a mechanical device for precisely controlling the vertical operation of the holder is required.
그러나, 현재까지 일반에 알려진 핀 스팟팅 방식의 DNA 미세 배열 장비에 사용되는 스팟팅 장치는, DNA 올리고머 용액 스팟을 기판상에 고밀도로 배열하기 위해서, 핀이 홀더의 작동에 따라 상하 방향의 정교한 직선 운동을 해야 함에도 불구하고, 핀이 홀더내에서 다소간 경사되어 정밀하게 상하 방향 직선 운동을 하지 아니하고 결과적으로 스팟이 형성되는 위치가 목적한 위치로부터 벗어나거나, 다른 스팟과 겹쳐지는 경우가 발생한다는 문제점이 있었다. 또한, 종래의 핀 스팟팅 장치는 기판상에 형성되는 스팟의 크기가 일정하지 않게 되거나 핀이 기판과 접촉 후 분리되면서 목적 위치 밖으로 미끌리는 현상이 발생하여 정교한 고밀도 미세 배열을 제작하기 어렵다는 문제점이 있었다. However, the spotting apparatus used in the DNA microarray equipment of the pin spotting method, which is known so far, has a fine straight line in which the pin is vertically moved according to the operation of the holder so that the DNA oligomer solution spot is densely arranged on the substrate. Despite the need to move, the pins are inclined somewhat in the holder, so that the linear movement is not precisely up and down, and as a result, the position where the spot is formed deviates from the intended position or overlaps with another spot. there was. In addition, the conventional pin spotting device has a problem in that the size of the spot formed on the substrate becomes inconsistent or the pin is separated after contact with the substrate, causing a phenomenon that the pin slips out of the target position, making it difficult to manufacture a sophisticated high density fine array. .
따라서, 당업계에는 다수의 핀을 사용하는 DNA 미세 배열 장치(mycroarrayer)에 있어서, 좁은 기판상에 미세한 스팟을 고밀도로 형성하기 위하여, 스팟팅 핀이 삽착되어 상하 방향으로 정교한 직선 운동을 할 수 있도록 하여 주는 핀 스팟팅 장치의 개발이 오랬동안 기대되어 왔다. Therefore, in the art, a micro-myararrayer using a large number of pins, in order to form fine spots on a narrow substrate with high density, spotting pins can be inserted to allow precise linear movement in the vertical direction. The development of pin spotting devices has long been expected.
따라서, 본 발명은 종래의 핀 스팟팅 장치의 문제점들을 해결하기 위한 장치로서, 스팟팅 핀에 의해 점적되는 스팟의 위치 재현성을 확보하고 핀의 상하 방향의 정교한 직선운동을 가능케 하여 주는 핀 가이딩 홀더와 이에 삽착되기에 적합한 핀으로 구성된 스팟팅 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, the present invention is a device for solving the problems of the conventional pin spotting device, pin guiding holder to secure the position reproducibility of spots deposited by the spotting pin and to enable precise linear movement of the pin up and down direction And to provide a spotting device consisting of a pin suitable for being inserted into it.
본 발명의 생물학적 시료 미세 배열을 위한 스팟팅 장치는 Spotting device for biological sample microarray of the present invention
생물학적 시료를 흡입하여 기판상에 미세 점적하는 다수의 핀(8)과A large number of
2곳의 핀 지지점을 형성하는 핀 삽입 구멍을 갖는 상부 가이드 판(1),Upper guide plate (1) with pin insertion holes forming two pin support points,
삽입된 핀을 지지하는 다수의 가이드 와이어(3),A plurality of guide wires (3) supporting the inserted pins,
상기 가이드 와이어가 상하 다수개의 열들로 삽착되는 조절 블럭(4),Adjusting block (4) is the guide wire is inserted into a plurality of rows up and down,
프레임(5)에 연삽된 상기 조절 블럭(4)를 조절 나사(7)가 설치된 방향으로 밀어주는 스프링 판(6),A spring plate 6 for pushing the adjusting block 4 inserted into the
상기 조절 블럭(4)을 스프링 판(6)이 설치된 방향으로 밀어 주는 조절 나사(7), Adjustment screw (7) for pushing the adjustment block 4 in the direction in which the spring plate 6 is installed,
상기 조절 블럭이 연삽되고, 스프링 판(6)이 삽입되며, 조절 나사(7)가 장착되는 프레임(5)과 The
2곳의 핀 지지점을 형성하는 핀 삽입 구멍을 갖는 하부 가이드 판(2)을 포함하는 것을 특징으로 한다.It is characterized in that it comprises a lower guide plate (2) having pin insertion holes forming two pin support points.
상기 가이드 와이어(3)는 탄성 또는 금속 재질을 갖는 재료로 제작되어 조절 나사(7)의 조정을 통해 핀을 지지하는 힘의 강약을 조절하는 기능을 수행한다.The guide wire 3 is made of a material having an elastic or metal material to perform the function of adjusting the strength of the force supporting the pin through the adjustment of the adjusting screw (7).
이하, 본 발명의 본 발명의 스팟팅 장치의 실시예를 첨부된 도면을 통하여 보다 상세히 설명한다. 첨부된 도면에 나타낸 본 발명의 스팟팅 장치는 본 발명의 스팟팅 장치의 하나의 예를 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 내용이 하기의 도면에 나타낸 장치만으로 한정되지는 아니한다.Hereinafter, embodiments of the spotting apparatus of the present invention of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. The spotting apparatus of the present invention shown in the accompanying drawings is for explaining one example of the spotting apparatus of the present invention, and the content of the present invention is not limited to the apparatus shown in the following drawings.
도 1은 본 발명에 따른 생물학적 시료의 미세 배열을 위한 스팟팅 장치의 분 해 사시도이다. 프레임(5)의 어느 한 내면에 스프링 판(6)이 장착되고, 상기 내면에 대항하는 내벽에는 조절 블록의 위치를 조정하기 위한 조절 나사(7)가 조여 지는 구멍이 형성되어 있다. 본 발명의 프레임(5)의 상하 양면에는 가이드 판(1,2)이 부착되고, 프레임(5)내에는 조절 블록(4)이 장착된다. 1 is an exploded perspective view of a spotting device for the micro array of biological samples according to the present invention. A spring plate 6 is mounted on one of the inner surfaces of the
도 1에 도시된 바와 같이, 조절 블록(4)은 핀(8)이 삽착되는 통로가 횡방향으로 형성되어 있고, 각각의 원통형 핀과 하나의 접촉 지지점을 갖게 되는 가이드 와이어(3)가 다수개 나란히 삽착되어 있다. 보다 구체적으로는, 가이드 와이어(3)는 조절 블록(4)을 가로질러 일정한 간격으로 배치되며, 조절 블럭의 벽면에 상하 다수개의 열들로 형성된 각각의 구멍에 연삽되어 조절 블럭에 장착된다. 바람직하게는, 조절 블럭의 4벽면 중 스프링 판(6)이나 조절 나사(7) 구멍이 형성되지 아니한 나머지 벽면에 상하 2열로 구멍을 형성하여 각 구멍에 가이드 와이어를 삽착한다. 핀이 수직 방향으로 연삽되면, 핀은 상하 2개의 가이드 와이어와 각각 접촉하게 된다. As shown in FIG. 1, the adjusting block 4 has a plurality of guide wires 3 formed in a transverse direction through which the
따라서, 핀은 조절 블록에 연삽되어 조절 블록에 장착된 2개의 가이드 와이어와 접촉하여 지지된다. 조절 블록은 프레임내에 장착되어 스프링 판(6)과 조절 블럭의 위치를 조절하는 나사(7)에 의해 고정이 된다. Thus, the pin is inserted into the adjusting block and supported in contact with the two guide wires mounted to the adjusting block. The adjusting block is mounted in the frame and fixed by a
스프링 판(6)은 조절 블럭과 프레임 사이에 설치되어 프레임을 밀어내며 이와 대항되는 면에 설치된 조절 나사는 프레임내에서 조절 블록의 좌우 위치를 조절한다. 통상적으로 프레임내에 장착되는 조절 블록의 크기를 프레임의 크기보다 작게 하여 프레임내에서 스프링판과 나사에 의해 좌우의 위치를 조절한다. The spring plate 6 is installed between the adjusting block and the frame to push out the frame and the adjusting screw installed on the opposite surface adjusts the left and right positions of the adjusting block in the frame. Typically, the size of the control block mounted in the frame is smaller than the size of the frame to adjust the position of the left and right by the spring plate and screws in the frame.
이러한 경우에, 프레임내에서 조절 블록의 위치를 조정할 수 있어서 핀과 접촉하는 가이드 와이어가 핀에 가하는 지지력을 조절하게 된다.In this case, the position of the adjusting block in the frame can be adjusted to adjust the bearing force applied to the pin by the guide wire in contact with the pin.
가이드 판은 프레임의 상면과 하면에 각각 부착되는 상부 가이드 판(1)과 하부 가이드 판(2)으로 이루어진다. 상하부 가이드 판에 형성되는 핀 삽입구는 원형 또는 다각형의 구멍으로 형성되어 핀과 각각 2곳 이상의 접촉 지지점을 갖는다. 이러한 접촉 지지점을 형성하기 위해서는 도 1에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 삼각형 내지 팔각형, 가장 바람직하게는 삼각형 형상의 구멍을 형성한다. 가이드 판에 형성되는 구멍 형상은 원형 또는 다각형등 다양한 형상으로 할 수 있고, 연삽되는 핀의 수에 따라서 그 구멍 수를 조절할 수 있다. The guide plate consists of an upper guide plate 1 and a lower guide plate 2 attached to the upper and lower surfaces of the frame, respectively. The pin insertion hole formed in the upper and lower guide plates is formed by a circular or polygonal hole and has two or more contact supporting points with the pins, respectively. In order to form such a contact support point, as shown in FIG. 1, a hole of a triangular to octagonal shape, most preferably a triangular shape is formed. The hole shape formed in the guide plate may be various shapes such as circular or polygonal, and the number of holes may be adjusted according to the number of pins to be inserted.
본 발명의 하나의 실시예에 있어서, 가이드 판은 32개의 삼각형 구멍이 형성되어 있어 32개의 핀이 장착될 수 있다. 사용되는 핀의 수에 따라 가이드 판에 형성되는 구멍 수는 적절하게 조절된다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 구멍은 정삼각형으로서 가로로 8개, 세로로 4개로 총 32개가 형성된다. 핀은 상하부 가이드판에 형성된 삼각형 구멍에 연삽되어 구멍의 모서리의 두점에서 접촉하게 된다. In one embodiment of the present invention, the guide plate is formed with 32 triangular holes so that 32 pins can be mounted. According to the number of pins used, the number of holes formed in the guide plate is appropriately adjusted. As shown in Figure 1, the hole is an equilateral triangle, a total of 32 horizontally formed, eight horizontally, four vertically. The pin is inserted into a triangular hole formed in the upper and lower guide plates to contact at two points of the corner of the hole.
도 2는 본 발명에 따른 핀의 개략도이다. 핀은 상부 가이드 판의 삼각형 구멍의 모서리와 두점에서 접촉하게 되고, 프레임내의 조절 블록상에 부착된 2열의 와이어와 두점에서 접촉하게 되며, 그리고 하부 가이드 판의 삼각형 구멍의 모서리와 두점에서 접촉하게 되어 총 여섯점에서 지지된다. 핀을 상기 접촉점에서 지지력을 가하여 홀더에 고정하기 위해서는, 조절 나사를 좌우로 이동시켜 조절 블록의 위치를 조절한다. 2 is a schematic view of a pin according to the present invention. The pins come in contact with the edges of the triangular holes of the upper guide plate at two points, with two rows of wires attached to the control block in the frame, and at the two points with the edges of the triangle holes of the lower guide plate. A total of six points are supported. In order to fix the pin to the holder by applying a supporting force at the contact point, the adjusting screw is moved left and right to adjust the position of the adjusting block.
핀은 가이드 판에 형성된 구멍의 4곳의 고정 지지점과 접촉하면서, 탄성 또는 금속 재질을 갖는 소재인 가이드 와이어에 의해서 지탱되므로 핀에 가해지는 지지력은 가이드 와이어에 의해 조절 된다. Since the pin is in contact with the four fixed support points of the hole formed in the guide plate, it is supported by the guide wire, which is a material having elastic or metallic material, so that the supporting force applied to the pin is controlled by the guide wire.
핀이 장착된 홀더를 상하 방향으로 작동시켜서 핀이 홀더내에서 경사됨이 없이 정교한 상하 방향 직선운동 할 수 있게 된다.By operating the pin-mounted holder in the up and down direction, the pin can be precisely moved vertically without tilting in the holder.
핀과 홀더 사이의 접촉점이 많아지고, 접촉 면적이 커질수록 핀과 접촉면과의 마찰력이 증가되어, 핀이 쉽게 마모될 뿐 만 아니라, 핀의 상하 운동시 마찰력으로 인하여 핀의 수직 이동에 문제가 생길 수 있다. 본 발명의 스팟팅 장치에 있어서는, 핀과 접촉되는 핀 지지점을 다섯(5)점이상, 바람직하게는 여섯(6)점으로 함으로써 핀의 마찰력을 최소화 할 수 있음과 동시에, 핀을 적절히 고정시켜 줌으로써 핀이 상하방향의 정교한 직선운동을 원활하게 할 수 있다.As the contact point between the pin and the holder increases and the contact area increases, the friction force between the pin and the contact surface increases, which not only causes the pin to wear easily, but also causes problems in vertical movement of the pin due to the friction force during vertical movement of the pin. Can be. In the spotting apparatus of the present invention, the pin support point in contact with the pin is five (5) or more, preferably six (6), so that the frictional force of the pin can be minimized and the pin is properly fixed. Pin can smoothly elaborate linear movement up and down.
본 발명의 핀으로서는 모세관 핀 또는 스틸스(stealth) 핀이 사용될 수 있다. 핀은 칩을 제작하는 데에 있어서 형성되는 스팟의 크기를 결정하기 때문에 그 직경이 매우 중요하다. 본 발명에 있어서, 바람직하게는 모세관 핀이 사용될 수 있는데, 내경이 0.5 내지 3mm인 모세관 핀을 사용하며, 통상적으로는 0.5 mm 내지 2 mm의 모세관 핀이 사용된다. As the pin of the present invention, a capillary pin or a stealth pin may be used. The diameter of the pin is very important because it determines the size of the spot formed in the chip manufacturing. In the present invention, preferably capillary pins may be used, capillary pins having an inner diameter of 0.5 to 3 mm are used, and capillary pins of 0.5 mm to 2 mm are usually used.
또한, 본 발명의 스팟팅 장치에는 모세관 핀 뿐만 아니라 만년필 촉과 같은 형상의 공지의 바늘(quill타입) 및 이의 변형 등 다양한 형태의 스틸스(stealth) 핀을 장착하여 사용할 수 있다.In addition, the spotting apparatus of the present invention can be used by attaching not only a capillary pin but also a stealth pin of various forms such as a well-known needle (quill type) having a shape such as a fountain pen nib and a deformation thereof.
본 발명에서 "스틸스(stealth) 핀"이란, 브라운(Brown의 미합중국 특허 제6,110,426호와 제 5807522호)과 마틴스키(Martinsky의 미합중국 특허 제6,101,946호)에 의해 고안된 것으로서, 핀 단부의 중앙에 절개부가 형성되어 있고, 핀의 절개부와 연결된 채 핀을 관통하도록 형성된 개방구를 갖는 핀을 지칭한다. 이러한 스틸스 핀은 스테인레스 스틸의 재질로 이루어진 금속제 모세관 핀으로서 만년필 촉 형상을 갖고 있으며, 상품화된 스틸스 핀의 예를 들면 미합중국 TeleChem International Inc사가 시판중인 ArrayltTM 핀이 있다. In the present invention, "stealth pin" is designed by Brown (US Patent Nos. 6,110,426 and 5807522 to Brown) and Martinsky (US Patent No. 6,101,946 to Martinsky). It refers to a pin that is formed and has an opening formed to penetrate the pin while being connected to the cutout of the pin. These steel spins are metal capillary pins made of stainless steel and have a fountain pen nib shape, and commercially available steel spins include Arraylt ™ pins commercially available from TeleChem International Inc. of the United States.
바람직하게는 각 스팟팅 핀을 홀더에 설치하기 위해서 핀의 팁 부분의 반대쪽 끝 부분에 스토파(stopper)를 삽입한다. 스토파는 핀의 끝에 삽입할 수도 있으며, 핀의 일정부위에 삽입할 수도 있다. 본 발명에서 스토파의 재질은 탄성 재질의 고무로 하여 중앙에 구멍을 만들어 그곳에 핀을 삽입하였다. 스토파의 재질로는 다른 탄성재 또는 금속, 합금 등을 사용할 수 있다. Preferably, a stopper is inserted at the opposite end of the tip portion of the pin to install each spotting pin into the holder. The stopper may be inserted at the end of the pin, or may be inserted at a portion of the pin. In the present invention, the material of the stopper is made of rubber of elastic material to make a hole in the center, and a pin is inserted therein. As the material of the stopper, other elastic materials, metals, alloys, or the like can be used.
본 발명에서는 가로로 8개, 세로로 4개의 32개의 핀이 장착되는 홀더가 제시되었으나 이로써 제한되지 아니하며, 가로 16개 세로 8개의 128개의 핀이 장착되는 홀더도 사용될 수 있다. 본 발명에서 32개의 핀을 사용할 경우 384 웰 플레이트가 적절하게 사용되어 빠른 시간안에 시료를 미세 배열할 수 있고 128개의 핀을 사용할 경우 1536 웰 플레이트를 사용하여 더욱 많은 양의 시료를 빠른 시간안에 미세 배열할 수 있다. 생물학적 시료가 들어있는 웰에 스팟팅 핀을 담그면, 핀 안으로 시료가 흡입되고, 시료가 들어있는 핀을 xyz 직교좌표 로봇 암에 의해 기판상으로 옮겨 접촉시키면 시료가 기판상에 스팟을 형성하게 된다. In the present invention, although the holder is mounted with eight 32 horizontally, four pins vertically, but is not limited to this, the holder is mounted 16 vertically eight 128 pins can also be used. In the present invention, when using 32 pins, a 384 well plate is appropriately used to finely arrange a sample in a short time. When using 128 pins, a 1536 well plate is used to finely arrange a larger amount of a sample in a short time. can do. When the spotting pin is immersed in the well containing the biological sample, the sample is sucked into the pin, and the pin containing the sample is moved onto the substrate by the xyz Cartesian robot arm and brought into contact with the sample to form a spot on the substrate.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 스팟팅 장치는 다수의 핀과 상기 다수의 핀 각각을 다섯(5)곳 이상에서 접촉 지지하는 핀 가이딩 홀더를 포함하는 생물학적 시료의 미세 배열을 위한 스팟팅 장치로서, 핀과 홀더의 접촉을 최소화 하여 핀과 홀더간의 마찰이 최소화되어 핀의 내구성이 향상되며, 핀들의 위치 재현성을 확보하고 핀의 상하방향의 정교한 직선운동을 가능하게 하여 주므로, 기판 상에 생물학적 시료의 정교한 미세 배열을 가능하게 하는 효과를 제공한다.As described above, the spotting apparatus of the present invention includes a plurality of pins and a spot guiding device for micro array of biological samples including a pin guiding holder for contact supporting each of the plurality of pins at five or more places. As it minimizes the contact between the pin and the holder, the friction between the pin and the holder is minimized, which improves the durability of the pin, secures the positional reproducibility of the pin and enables the precise linear movement of the pin in the vertical direction. It provides the effect of enabling a fine microarray of the sample.
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