JP2005164388A - Protein chip and biosensor using it - Google Patents

Protein chip and biosensor using it Download PDF

Info

Publication number
JP2005164388A
JP2005164388A JP2003403408A JP2003403408A JP2005164388A JP 2005164388 A JP2005164388 A JP 2005164388A JP 2003403408 A JP2003403408 A JP 2003403408A JP 2003403408 A JP2003403408 A JP 2003403408A JP 2005164388 A JP2005164388 A JP 2005164388A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biochip
molecule
protein
probe
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2003403408A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4497903B2 (en
Inventor
Tomoji Kawai
知二 川合
Heayeon Lee
リー・ヘヨン
Hosup Jung
ジョン・ホスブ
Jongmin Kim
キム・ジョンミン
Jongwan Park
パク・ジョンワン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osaka Industrial Promotion Organization
Original Assignee
Osaka Industrial Promotion Organization
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osaka Industrial Promotion Organization filed Critical Osaka Industrial Promotion Organization
Priority to JP2003403408A priority Critical patent/JP4497903B2/en
Publication of JP2005164388A publication Critical patent/JP2005164388A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4497903B2 publication Critical patent/JP4497903B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/48Biological material, e.g. blood, urine; Haemocytometers
    • G01N33/50Chemical analysis of biological material, e.g. blood, urine; Testing involving biospecific ligand binding methods; Immunological testing
    • G01N33/53Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor
    • G01N33/543Immunoassay; Biospecific binding assay; Materials therefor with an insoluble carrier for immobilising immunochemicals
    • G01N33/54366Apparatus specially adapted for solid-phase testing
    • G01N33/54373Apparatus specially adapted for solid-phase testing involving physiochemical end-point determination, e.g. wave-guides, FETS, gratings
    • G01N33/5438Electrodes

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Urology & Nephrology (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Cell Biology (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small-sized biosensor of high sensitivity, capable of rapidly and simply detecting specific proteins without performing labelling with a fluorescent substance or the like. <P>SOLUTION: One or a plurality of microwells are arranged on the surface of an electrode by a microprocessing technique and a lipid double layer is formed on the surface of the electrode to produce a biomolecule array chip which keeps probe protein fixed thereon. A change in an oxidation-reduction current value at the interaction of a target molecule with this probe protein is detected with high sensitivity. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、プローブとしてタンパク質のマイクロアレイを有するバイオチップおよびそれを用いたバイオセンサーに関する。より詳しくは、電気的信号検出によってタンパク質マイクロアレイへのターゲット分子の特異的結合を検出することができる高感度のバイオセンサーに関する。   The present invention relates to a biochip having a protein microarray as a probe and a biosensor using the same. More specifically, the present invention relates to a highly sensitive biosensor capable of detecting specific binding of a target molecule to a protein microarray by electric signal detection.

近年、新薬開発プロセス、医療診断等などの分野において、バイオチップが注目され、研究開発が盛んに進められている。
バイオチップとは、固体表面上(固相化担体としては、シリコン基板、ガラス基板、高分子、金基板など)にDNA等の核酸、酵素や抗体のごときタンパク質、ペプチド等のバイオ分子アレイ、あるいは細胞等を固定化し、固定化されたバイオ分子アレイ等のプローブ物質に特定のターゲット物質が結合したときに生じる特異的な反応を検出するものである。特に、微量のサンプルを用いて大量にハイスループットな検出および解析ができるところから、大量かつ同時並行的な処理を要求されるポストゲノム時代のバイオ分子アレイの機能解析技術にはバイオチップ関連技術が必須となっている。
In recent years, biochips have attracted attention in fields such as new drug development processes and medical diagnosis, and research and development have been actively promoted.
A biochip is a biomolecule array such as a nucleic acid such as DNA, a protein such as an enzyme or an antibody, a peptide, etc. A specific reaction that occurs when a specific target substance is bound to a probe substance such as an immobilized biomolecule array by immobilizing cells or the like is detected. In particular, because high-throughput detection and analysis can be performed in large quantities using a small amount of sample, biochip-related technologies are used in the functional analysis technology of biomolecular arrays in the post-genome era that requires large-scale and parallel processing. It is essential.

バイオチップの代表例として、基板上にDNAを高密度に固定化し、ハイブリダイゼーションにより相補的な配列の存在を検出するDNAチップ(DNAマイクロアレイ)や、タンパク質を固定化し相互作用するタンパク質を検出するタンパク質チップ(プロテインチップ)などがある。
また、微細加工技術を利用してシリコン、ガラス等の基板表面上に流路、回路を成形し、微小空間上で反応、分離、検出等を行う装置、器具(ラボ・オン・チップ、μTAS(micro-total analysis system)、バイオMEMS(micro-electro-mechanical systems)等)が実用化され、それらをバイオチップと称することもある。
Typical examples of biochips include DNA chips (DNA microarrays) that detect the presence of complementary sequences by immobilizing DNA on a substrate at high density, and proteins that detect and interact with proteins. There are chips (protein chips).
Also, devices and instruments (lab-on-chip, μTAS () that form channels and circuits on the substrate surface of silicon, glass, etc. using microfabrication technology and perform reaction, separation, detection, etc. in a micro space. micro-total analysis system), bio-MEMS (micro-electro-mechanical systems, etc.) have been put into practical use, and they are sometimes referred to as biochips.

タンパク質チップの場合、基本的にはDNAチップのプローブをDNAからタンパク質に換えたものと考えてよいが、タンパク質の場合、DNAとは異なり、ターゲット分子と相互作用する機能を発現するためには一定の高次構造を必要とする。したがって、固相担体上にタンパク質を固定化するとき、その高次構造を破壊しないようにする必要がある。また、相互作用部位と固相担体との相対的な位置関係によっては、相互作用が立体障害を受ける可能性もある。したがって、従来のDNAチップのDNAをタンパク質に置換するだけでは、タンパク質チップを作製することはできない。
また、タンパク質チップにおいては、非特異的吸着(本来ある2つの物質同士が結合しやすい関係にあるとき、関係のない別の物質と結合してしまうこと)を制御するため、タンパク質の立体構造を正しく保つ必要性や大気中での安定性の問題で、固定化の技術が難しい。このため、現在、タンパク質チップはDNAチップほど普及していない。
In the case of a protein chip, it may be considered that the probe of the DNA chip is basically changed from DNA to protein, but in the case of a protein, in order to express a function that interacts with a target molecule, unlike DNA. Higher order structure is required. Therefore, when a protein is immobilized on a solid support, it is necessary not to destroy its higher order structure. Further, depending on the relative positional relationship between the interaction site and the solid phase carrier, the interaction may be sterically hindered. Therefore, a protein chip cannot be produced simply by replacing the DNA of a conventional DNA chip with a protein.
In protein chips, in order to control non-specific adsorption (when two existing substances tend to bind to each other, they bind to other unrelated substances) Immobilization techniques are difficult due to the need to keep it right and stability in the atmosphere. For this reason, protein chips are currently not as popular as DNA chips.

特許文献1には、抗原または抗体を平面状の基板に1次元または2次元に配列したタンパク質チップを用いて一度に大量のタンパク質を検出する方法が開示されている。この方法によれば、前記抗原または抗体に蛍光標識し、抗原抗体反応によりタンパク質を結合させ、結合しなかった抗原または抗体を除去するために洗浄し、最後に、結合したタンパク質を蛍光観察により検出している。   Patent Document 1 discloses a method for detecting a large amount of protein at a time using a protein chip in which antigens or antibodies are arranged one-dimensionally or two-dimensionally on a planar substrate. According to this method, the antigen or antibody is fluorescently labeled, the protein is bound by an antigen-antibody reaction, washed to remove the unbound antigen or antibody, and finally the bound protein is detected by fluorescence observation. doing.

さらに近年、医療現場での臨床検査としてポイント・オブ・ケア検査(Point-Of-Care Testing; POCT)の重要性が高まっており、POCT装置の1つとして、携帯型バイオセンサーのような小型化された自動分析システムが有力になると考えられる。   In recent years, the importance of point-of-care testing (POCT) has increased as a clinical test in the medical field, and as one of the POCT devices, it has become smaller as a portable biosensor. The automated analysis system will be effective.

しかしながら、特許文献1に開示された方法では、上記のように、タンパク質の検出を蛍光観察により行うため、蛍光標識の前処理や蛍光装置が必要となり、
POCTの要求に応えるのが困難である。
However, in the method disclosed in Patent Document 1, as described above, since protein detection is performed by fluorescence observation, pretreatment of a fluorescent label and a fluorescent device are required.
It is difficult to meet the demands of POCT.

特開2001−004630号JP 2001-004630 A

上記問題を解決するために、本発明の目的は、タンパク質の種類によらず、立体障害、失活を起こすことなく、タンパク質を固相担体に固定化する革新的な方法を開発し、配向性が制御され、アドレス化された高密度アレイを作製できる汎用的な技術を開発することにある。
また、本発明の目的は、従来の蛍光検出型タンパク質チップの有する問題を解決し、簡便性、携帯性、開発コストの面で優れている微小電極アレイ型タンパク質チップを開発することにある。そこで、本発明者らは、プローブタンパク質を電極上に固定化する方法を検討し、微小電極アレイ型タンパク質チップを作製し、一切の標識分子修飾を行うことなく、同時に複数種のターゲット分子を電気化学的に検出する新しい「次世代タンパク質チップ電極アレイシステム」の構築を行った。
そして、最終的に、本発明は、本発明によるタンパク質チップを、迅速かつ簡便な臨床検査に応用することを目的とする。
In order to solve the above problems, the object of the present invention is to develop an innovative method for immobilizing a protein on a solid phase carrier without causing steric hindrance or inactivation regardless of the type of protein, The purpose is to develop a general-purpose technology that can produce high-density arrays that are controlled and addressed.
Another object of the present invention is to solve the problems of conventional fluorescence detection protein chips and to develop a microelectrode array protein chip that is excellent in terms of simplicity, portability, and development cost. Therefore, the present inventors examined a method for immobilizing a probe protein on an electrode, produced a microelectrode array type protein chip, and simultaneously applied multiple types of target molecules without any labeling molecule modification. A new “next generation protein chip electrode array system” for chemical detection was constructed.
And finally, this invention aims at applying the protein chip by this invention to a quick and simple clinical test.

本発明において、微細加工技術によって1または複数の微小電極を平面上に配列させ、これら1または複数の微小電極の各々にプローブタンパク質を固定化したバイオ分子アレイチップを作製し、このプローブタンパク質にターゲット分子が相互作用したときの電気的信号の変化を高感度で検出する。   In the present invention, one or a plurality of microelectrodes are arranged on a plane by a microfabrication technique, and a biomolecule array chip is prepared by immobilizing a probe protein on each of the one or a plurality of microelectrodes. Changes in electrical signals when molecules interact are detected with high sensitivity.

本発明のバイオチップにおいて、プローブとなるタンパク質は、ターゲット分子の種類に依存して、抗体その他のタンパク質のいずれを選択することもできる。例えば、ターゲット分子にタンパク質を選択した場合、プローブタンパク質としては、選択したターゲットタンパク質に対する抗体をプローブとして用いればよい。   In the biochip of the present invention, the protein to be a probe can be selected from antibodies and other proteins depending on the type of target molecule. For example, when a protein is selected as the target molecule, an antibody against the selected target protein may be used as the probe as the probe protein.

より詳しくは、本発明は、1または複数のプローブタンパク質が配列して固定化されているバイオチップであって、基板上に1または複数の電極配線が形成され、該1または複数の電極配線は絶縁膜で被覆され、該1または複数の電極配線の各々の一領域上の絶縁膜に、電極表面に達する1または複数の孔を設けることによって1または複数のウェルが形成され、該1または複数のウェルの底部にプローブタンパク質が固定化されているバイオチップを提供する。   More specifically, the present invention is a biochip in which one or more probe proteins are arrayed and immobilized, wherein one or more electrode wires are formed on a substrate, and the one or more electrode wires are One or a plurality of wells are formed by providing one or a plurality of holes that reach the electrode surface in the insulating film on each region of the one or a plurality of electrode wirings that are covered with the insulating film. A biochip having a probe protein immobilized on the bottom of each well is provided.

本発明によるバイオチップにおいて、該プローブタンパク質に第1の分子が結合され、該第1の分子と特異的結合する第2の分子が該ウェルの底部に固定化され、該第1の分子と該第2の分子との間の特異的結合によって該1または複数のウェル底部に該プローブタンパク質が固定化されている。   In the biochip according to the present invention, a first molecule is bound to the probe protein, a second molecule that specifically binds to the first molecule is immobilized at the bottom of the well, and the first molecule and the The probe protein is immobilized on the bottom of the one or more wells by specific binding with a second molecule.

本発明の1の局面によるバイオチップにおいて、さらに、該ウェルの底部に脂質二重層が形成され、第3の分子が結合されたアンカー化合物が該脂質二重層にアンカーされ、該アンカー化合物に結合された第3の分子と該第2の分子との間の特異的結合によって該1または複数のウェル底部に該プローブタンパク質が固定化されている。   In the biochip according to one aspect of the present invention, a lipid bilayer is formed at the bottom of the well, and an anchor compound to which a third molecule is bound is anchored to the lipid bilayer and bound to the anchor compound. The probe protein is immobilized on the bottom of the one or more wells by specific binding between the third molecule and the second molecule.

細胞膜は主に非共有結合した脂質とタンパク質分子からなり、リン脂質からなる脂質二重層にタンパク質分子が溶け込んだ構造を有している。本発明者らは、プローブタンパク質の高次構造に影響を与えることなく電極配線上に固定化することを目的として、タンパク質を直接電極表面上に固定化せずに、細胞膜構造を模した脂質二重層を電極表面上に形成し、その上にプローブタンパク質を配列させた。   The cell membrane is mainly composed of non-covalently bound lipids and protein molecules, and has a structure in which protein molecules are dissolved in a lipid bilayer composed of phospholipids. For the purpose of immobilizing the probe protein on the electrode wiring without affecting the higher-order structure of the probe protein, the present inventors did not immobilize the protein directly on the electrode surface, but imitated a lipid membrane simulating the cell membrane structure. A multilayer was formed on the electrode surface, and the probe protein was arranged on it.

本発明において、該第1の分子がビオチンであって、該第2の分子がストレプトアビジンであることが好ましく、さらに該第3の分子がビオチンであることが好ましい。   In the present invention, the first molecule is preferably biotin, the second molecule is preferably streptavidin, and the third molecule is preferably biotin.

本発明の1の局面において、該1または複数のプローブタンパク質が抗体であることを特徴とする。   In one aspect of the present invention, the one or more probe proteins are antibodies.

本発明によるバイオチップは、基板上に1または複数の電極配線を形成し、該1または複数の電極配線を絶縁膜で被覆し、該1または複数の電極配線の各々の一領域上の絶縁膜に電極表面に達する1または複数の孔を設けることによって1または複数のウェルを形成し、次いで、該1または複数のウェルの底部にプローブタンパク質を固定化することによって作製する。   The biochip according to the present invention has one or more electrode wirings formed on a substrate, the one or more electrode wirings are covered with an insulating film, and an insulating film on one region of each of the one or more electrode wirings One or more wells are formed by providing one or more holes reaching the electrode surface, and then the probe protein is immobilized on the bottom of the one or more wells.

さらに、本発明は、少なくとも、作用電極、対極および参照電極を含むバイオセンサーであって、
ここに、該作用電極は、1または複数のプローブタンパク質が配列して固定化されているバイオチップであって、基板上に1または複数の電極配線が形成され、該1または複数の電極配線は絶縁膜で被覆され、該1または複数の電極配線の各々の一領域上の絶縁膜に、電極表面に達する1または複数の孔を設けることによって1または複数のウェルが形成され、該1または複数のウェルの底部にプローブタンパク質が固定化されているバイオチップであり、
処理前に、該バイオチップの第1の電気的信号を測定し;
該バイオチップを試験溶液中で処理した後、該バイオチップの第2の電気的信号を測定し;次いで、
第1の電気的信号と第2の電気的信号との強度差から、試験溶液中に存在する、該1または複数のプローブタンパク質と特異的結合する非標識ターゲット分子を検出することを特徴とするバイオセンサーを提供する。
Furthermore, the present invention is a biosensor comprising at least a working electrode, a counter electrode and a reference electrode,
Here, the working electrode is a biochip in which one or more probe proteins are arrayed and immobilized, and one or more electrode wirings are formed on a substrate, and the one or more electrode wirings are One or a plurality of wells are formed by providing one or a plurality of holes that reach the electrode surface in the insulating film on each region of the one or a plurality of electrode wirings that are covered with the insulating film. Is a biochip in which the probe protein is immobilized on the bottom of the well,
Measuring a first electrical signal of the biochip prior to processing;
After treating the biochip in a test solution, measuring a second electrical signal of the biochip;
An unlabeled target molecule that specifically binds to the one or more probe proteins is detected from a difference in intensity between the first electrical signal and the second electrical signal. Providing biosensors.

ここで、「処理」とは、プローブタンパク質と非標識ターゲット分子とを特異的結合させるために必要なプロセスをいう。したがって、処理前、バイオチップにおいては、該1または複数のプローブタンパク質には非標識ターゲット分子が結合していない。また、試験溶液中に該非標識ターゲット分子が存在していれば、この処理によって、該1または複数のプローブタンパク質に非標識ターゲット分子が特異的結合する。本発明のバイオチップに上記の処理を行う前後で、電気的信号を測定し、電気的信号に変化があれば、該試験溶液中に、非標識ターゲット分子が存在していたことを確認することができる。   Here, “treatment” refers to a process necessary for specifically binding a probe protein and an unlabeled target molecule. Therefore, before the treatment, unlabeled target molecules are not bound to the one or more probe proteins in the biochip. If the unlabeled target molecule is present in the test solution, the unlabeled target molecule is specifically bound to the one or more probe proteins by this treatment. Before and after performing the above treatment on the biochip of the present invention, an electrical signal is measured, and if there is a change in the electrical signal, it is confirmed that an unlabeled target molecule was present in the test solution. Can do.

本発明において、特に、電気的信号として酸化還元電流値を用いる。
すなわち、本発明によれば、非標識ターゲット分子のプローブタンパク質への特異的結合の有無をバイオチップのバイオ分子アレイ上の酸化還元状態の変化から検出する。したがって、ターゲット分子に蛍光物質等を標識することなく、酸化還元電流値を測定するだけで特異的結合を検出できるので、迅速かつ簡便な測定が可能となる。
すなわち、プローブタンパク質にターゲット分子が結合していない系で測定した電気的信号とプローブタンパク質にターゲット分子が結合した系で測定した電気的信号との間に統計学的に有意な変化があった場合、当該有意な変化をターゲット分子とプローブタンパク質との特異的結合に関連付けることができる。
In the present invention, in particular, an oxidation-reduction current value is used as an electrical signal.
That is, according to the present invention, the presence or absence of specific binding of unlabeled target molecules to the probe protein is detected from the change in the redox state on the biomolecule array of the biochip. Therefore, since specific binding can be detected only by measuring the oxidation-reduction current value without labeling the target molecule with a fluorescent substance or the like, rapid and simple measurement is possible.
That is, when there is a statistically significant change between the electrical signal measured in the system where the target molecule is not bound to the probe protein and the electrical signal measured in the system where the target molecule is bound to the probe protein The significant change can be related to the specific binding between the target molecule and the probe protein.

本発明の1の局面において、該非標識ターゲット分子が抗原であって、該バイオチップに固定化された1または複数のプローブタンパク質が該ターゲット分子に対する抗体である。例えば、該非標識ターゲット分子がヒト血清アルブミン(HSA)であって、該バイオチップに固定化された1または複数のプローブタンパク質が抗HSA抗体である。   In one aspect of the present invention, the unlabeled target molecule is an antigen, and one or more probe proteins immobilized on the biochip are antibodies to the target molecule. For example, the unlabeled target molecule is human serum albumin (HSA), and one or more probe proteins immobilized on the biochip are anti-HSA antibodies.

本発明のバイオセンサーを用いて電気的信号を測定するとき、好ましい態様において、その表面にAu粒子が付着している非標識ターゲット分子を用いる。
これにより、ターゲット分子が絶縁体であるタンパク質であっても、その表面が導電性になるため、特異的結合に起因する電気的信号の変化を検出することが容易になる。
When measuring an electrical signal using the biosensor of the present invention, in a preferred embodiment, an unlabeled target molecule having Au particles attached to its surface is used.
Thereby, even if the target molecule is a protein that is an insulator, the surface thereof becomes conductive, so that it becomes easy to detect a change in the electrical signal due to specific binding.

本発明によるバイオチップを用いれば、蛍光標識を用いることなくターゲット分子の存在を認識することができるので、迅速、簡便に測定が可能で、かつ、小型化されたバイオセンサーを構築することができる。
また、本発明によれば、電極上に脂質二重層を固定化し、その上にプローブタンパク質を固定化するので、プローブタンパク質の高次構造を破壊することなく、かくして、プローブタンパク質の特異性を損なうことがない。
さらに、本発明によるバイオチップには、複数の電極上に各自異なるプローブタンパク質を固定化することができるので、複数種類のターゲット分子を同時に検出することができる。
By using the biochip according to the present invention, it is possible to recognize the presence of a target molecule without using a fluorescent label, and thus it is possible to construct a miniaturized biosensor that can be measured quickly and easily. .
Further, according to the present invention, the lipid bilayer is immobilized on the electrode and the probe protein is immobilized thereon, so that the specificity of the probe protein is impaired without destroying the higher order structure of the probe protein. There is nothing.
Furthermore, since different probe proteins can be immobilized on a plurality of electrodes in the biochip according to the present invention, a plurality of types of target molecules can be detected simultaneously.

実施例1:タンパク質チップの作製
本発明によるタンパク質チップの上面図を図1に示す。この実施例では、ガラス基板10上に8本の電極配線13を形成し、一度に8点測定が可能なタンパク質チップ1を形成した。
電極配線13の一方の端部にはバイオ分子アレイ領域131が形成され、他方の端部にはバイオ分子アレイ領域で検出した電気的信号を取り出すためのパッド132が形成されている。
図2にバイオ分子アレイ領域131の拡大上面図を示す。バイオ分子アレイ領域131上には絶縁性レジスト膜14が形成され、この絶縁膜に1または複数の孔を設けることによって、バイオ分子を固定化するための1または複数のウェル131aが形成されている。
バイオ分子アレイ領域131には、ウェル131aの直径が5μm以上の場合、図2aに示すように単一のウェルを形成することができ、ウェル131aの直径がサブミクロン以下20nm程度までの場合、図2bに示すように複数のウェルを配列させることができる。
Example 1 Production of Protein Chip A top view of a protein chip according to the present invention is shown in FIG. In this example, eight electrode wirings 13 were formed on the glass substrate 10, and the protein chip 1 capable of measuring eight points at a time was formed.
A biomolecule array region 131 is formed at one end of the electrode wiring 13, and a pad 132 for taking out an electrical signal detected in the biomolecule array region is formed at the other end.
FIG. 2 shows an enlarged top view of the biomolecule array region 131. An insulating resist film 14 is formed on the biomolecule array region 131, and one or more wells 131a for immobilizing biomolecules are formed by providing one or more holes in the insulating film. .
When the diameter of the well 131a is 5 μm or more in the biomolecule array region 131, a single well can be formed as shown in FIG. 2a. A plurality of wells can be arranged as shown in 2b.

バイオ分子アレイ領域131の断面図を図3aに示す。この実施例では、ガラス基板10上に、まず、Ti薄膜13aを形成し、その上にAu薄膜13bを形成することによって、Au/Ti積層薄膜からなる電極配線13を形成した。Au薄膜を直接ガラス基板に形成することもできるが、Au薄膜の接着強度が弱いので、Au薄膜の剥離を防止し、バイオチップの信頼性を向上させるためにTi薄膜を用いた。Ti以外にCrを用いることもできる。   A cross-sectional view of the biomolecule array region 131 is shown in FIG. In this example, first, a Ti thin film 13a was formed on a glass substrate 10, and an Au thin film 13b was formed thereon, thereby forming an electrode wiring 13 made of an Au / Ti laminated thin film. Although an Au thin film can be directly formed on a glass substrate, since the adhesive strength of the Au thin film is weak, a Ti thin film was used to prevent peeling of the Au thin film and improve the reliability of the biochip. In addition to Ti, Cr can also be used.

この図が示すように、絶縁性レジスト膜に形成された孔は、下部層の電極配線の表面にまで達している。すなわち、バイオ分子アレイ領域に形成されたウェルの側面は絶縁性レジスト膜14により定められ、ウェルの底部は電極配線の表面により定められている。
この構成によって、図3bに示すように、ウェル131aの底部の露出した電極表面上にのみプローブとなるバイオ分子を固定化する。
As shown in this figure, the hole formed in the insulating resist film reaches the surface of the electrode wiring in the lower layer. That is, the side surface of the well formed in the biomolecule array region is defined by the insulating resist film 14, and the bottom of the well is defined by the surface of the electrode wiring.
With this configuration, as shown in FIG. 3b, biomolecules that become probes are immobilized only on the exposed electrode surface at the bottom of the well 131a.

ヒト血清アルブミン(HSA)は、その特性および構造がよく知られており、商業的に容易に入手可能であり、またHSAに対する抗体も容易に作製することができるため、この実施例において、ターゲットタンパク質6(図示せず)としてHSAを用い、プローブ2としてヤギ抗HSA抗体を用いた。   Human serum albumin (HSA) is well known for its properties and structure, is readily available commercially, and antibodies against HSA can also be readily generated, so in this example the target protein HSA was used as 6 (not shown), and goat anti-HSA antibody was used as probe 2.

本発明のタンパク質チップを作製するために、半導体製造技術の1つであるフォトファブリケーション技術を用いた。ここでは、「フォトファブリケーション技術」なる用語は、フォトリソグラフィー技術、蒸着技術、エッチング技術などを組み合わせた技術を意味する。
フォトファブリケーション技術はすでにICやLSI製造技術の1つとして確立されているため、従来のDNAチップのように小型化や製造工程の自動化が可能で、チップの大量生産や低コスト化につながる。
In order to produce the protein chip of the present invention, photofabrication technology, which is one of semiconductor manufacturing technologies, was used. Here, the term “photofabrication technique” means a technique that combines a photolithography technique, a vapor deposition technique, an etching technique, and the like.
Since the photofabrication technology has already been established as one of IC and LSI manufacturing technologies, it can be miniaturized and the manufacturing process can be automated like a conventional DNA chip, leading to mass production of chips and cost reduction.

図4ないし図9は、本発明のDNAチップを作製する工程を示す概略図である
まず、直径5μm以上の単一ウェル(第1の具体例)を作製する工程について説明する。基板10上にスピンコータを用いて感光性材料であるフォトレジスト11を塗布し、90℃にて2分間ベーキングする(図4a,4b)。この実施例ではガラス基板を用いたが、アルミナ基板、シリコン基板、または、シリコーン樹脂のごとき樹脂製基板等のいずれの材質の基板も用いることができる。
次いで、フォトマスクを用いて紫外線12aで20秒間露光し(図4c)、フォトレジスト11を現像して電極配線13用の配線パターンを形成する(図4d)。フォトレジストには、露光によって結合が分解して現像液に溶解するもの(ポジ型)と、逆に重合して溶解しないもの(ネガ型)があるが、ここではフォトレジスト11としてポジ型レジスト(AZ1500:クラリアントジャパン株式会社)を用いた。
4 to 9 are schematic views showing a process for producing the DNA chip of the present invention. First, a process for producing a single well (first specific example) having a diameter of 5 μm or more will be described. Photoresist 11, which is a photosensitive material, is applied onto the substrate 10 using a spin coater and baked at 90 ° C. for 2 minutes (FIGS. 4a and 4b). In this embodiment, a glass substrate is used, but any material such as an alumina substrate, a silicon substrate, or a resin substrate such as a silicone resin can be used.
Next, using a photomask, exposure is performed with ultraviolet rays 12a for 20 seconds (FIG. 4c), and the photoresist 11 is developed to form a wiring pattern for the electrode wiring 13 (FIG. 4d). There are two types of photoresists, one that dissolves in a developing solution due to decomposition of the bond upon exposure (positive type) and the other that does not dissolve due to polymerization (negative type). AZ1500: Clariant Japan Co., Ltd.) was used.

その後、真空蒸着やRFスパッタリングなどの蒸着技術によって基板上に電極材料となる金属薄膜を形成する(図4e)。
さらに、これをアセトンのごとき有機溶媒中に浸漬して、レジスト11を剥離することによって、ガラス基板10上に電極配線13を形成した(図4f)。電極配線13が形成されたチップの概略上面図を図6aに示す。図6において、一方の端部に円形のバイオ分子アレイ領域131が形成され、他方の端部には電気的信号を取り出すための角型パッド132が形成された電極配線が示されているが、これは電極配線の一例であって、この形状に限定されるものではない。当業者であれば、バイオセンサーに搭載されるバイオチップとして使用できるいずれの形状にも変形することができる。
また、電極配線の本数も、使用の形態に適合させて、適宜増減することができる。
Thereafter, a metal thin film serving as an electrode material is formed on the substrate by an evaporation technique such as vacuum evaporation or RF sputtering (FIG. 4e).
Furthermore, the electrode wiring 13 was formed on the glass substrate 10 by immersing this in an organic solvent such as acetone and peeling the resist 11 (FIG. 4f). FIG. 6A shows a schematic top view of the chip on which the electrode wiring 13 is formed. In FIG. 6, an electrode wiring in which a circular biomolecule array region 131 is formed at one end and a square pad 132 for taking out an electrical signal is formed at the other end is shown. This is an example of electrode wiring, and is not limited to this shape. A person skilled in the art can transform into any shape that can be used as a biochip mounted on a biosensor.
Further, the number of electrode wirings can be appropriately increased or decreased according to the usage form.

次に、スピンコーターを用いて電極配線13が形成された基板上に絶縁性レジスト14(AZ1500)を塗布し、90℃にて2分間ベーキングする(図5a)。次いで、フォトマスクを用いて紫外線12aで20秒間露光し(図5b)、レジスト14を現像することによって電極表面を露出させて、バイオ分子アレイ領域131上にウェル131aを形成した(図5c)。これを150℃にて5分間ベーキングすることによって、レジスト14を固着させた(図5d)。ウェルが形成されたチップの概略上面図を図6bに示す。   Next, an insulating resist 14 (AZ1500) is applied on the substrate on which the electrode wiring 13 is formed using a spin coater, and baked at 90 ° C. for 2 minutes (FIG. 5a). Next, the film was exposed to ultraviolet rays 12a for 20 seconds using a photomask (FIG. 5b), the resist 14 was developed to expose the electrode surface, and a well 131a was formed on the biomolecule array region 131 (FIG. 5c). This was baked at 150 ° C. for 5 minutes to fix the resist 14 (FIG. 5d). A schematic top view of a chip with wells formed is shown in FIG. 6b.

次に、直径がサブミクロン以下のウェルのアレイ(第2の具体例)を作製する工程を説明する。直径5μm以上の単一ウェルを作製したときと同様にして電極配線を形成し(図4)、その後、図5aに示す工程と同様に、スピンコーターを用いて電極配線13が形成された基板上に絶縁性レジスト14(ZEP520:日本ゼオン株式会社)を塗布し、90℃にて2分間ベーキングする(図7a)。次いで、75kVにて電子ビーム15を照射し(図7b)、レジスト14を現像することによって電極表面を露出させて、バイオ分子アレイ領域131上に複数のウェル131aの配列を形成した(図7c)。これを200℃にて5分間ベーキングすることによって、レジスト14を固着させた(図7d)。ウェルが形成されたチップの概略上面図を図8に示す。   Next, a process for producing an array of wells having a diameter of submicron or less (second specific example) will be described. An electrode wiring is formed in the same manner as when a single well having a diameter of 5 μm or more is fabricated (FIG. 4), and then on the substrate on which the electrode wiring 13 is formed using a spin coater, as in the step shown in FIG. 5a. An insulating resist 14 (ZEP520: Nippon Zeon Co., Ltd.) is applied to the substrate and baked at 90 ° C. for 2 minutes (FIG. 7a). Next, the electron beam 15 was irradiated at 75 kV (FIG. 7b), the resist 14 was developed to expose the electrode surface, and an array of a plurality of wells 131a was formed on the biomolecule array region 131 (FIG. 7c). . This was baked at 200 ° C. for 5 minutes to fix the resist 14 (FIG. 7d). A schematic top view of the chip in which the well is formed is shown in FIG.

従来の半導体製造技術を用いれば、基板上にウェルを形成することができるので、上記の条件に限定されることなく、適宜、当業者によく知られた他の条件でウェルを形成することができる。   If a conventional semiconductor manufacturing technique is used, a well can be formed on a substrate. Therefore, the well is appropriately formed under other conditions well known to those skilled in the art without being limited to the above conditions. it can.

次に、生物化学の分野でよく知られている方法を用いて、ウェル底部の電極表面上に脂質二重層を形成した。具体的には、まず、チップをピランハ溶液(H:HSO=1:3[v/v]に10分間浸漬してウェル底部の電極表面上の有機不純物質を除去し、純粋で十分に洗浄し、エタノールで洗浄した後(図9a)、1−オクタデカンチオール(ODT)3のエタノール溶液に浸漬してODT3をその−SH基を介して電極表面に結合させた(図9b)。
次いで、リン酸バッファー(PBS、pH7.4)中に1−パルミトイル−2−オレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(POPC)4を溶解して(10mM)、POPC4のリポソーム溶液を調製する。このリポソーム溶液をチップに滴下し、湿度100%の環境で1時間静置して、電極表面上にPOPC4の脂質二重層を形成した(図9c)。
あるいは、99.9モル%のPOPC4および0.1モル%のODT3をクロロホルム中でよく混合した後、溶媒をPBSに交換して混合リポソーム溶液を調製し、このリポソーム溶液をチップに滴下して、電極表面上にPOPC4の脂質二重層を形成する(図9c)。
いずれの場合も、ウェル底部の電極表面にのみ脂質二重層が固定化されるように、前記のレジスト14はODTの−SH基が結合しない材料であることが必要である。
Next, a lipid bilayer was formed on the electrode surface at the bottom of the well using methods well known in the field of biochemistry. Specifically, first, the chip is immersed in a piranha solution (H 2 O 2 : H 2 SO 4 = 1: 3 [v / v] for 10 minutes to remove organic impurities on the electrode surface at the bottom of the well, After pure and thorough washing and washing with ethanol (Fig. 9a), it was immersed in an ethanol solution of 1-octadecanthiol (ODT) 3 to bind ODT3 to the electrode surface via its -SH group (Fig. 9b). ).
Next, 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC) 4 is dissolved in phosphate buffer (PBS, pH 7.4) (10 mM) to prepare a liposome solution of POPC4. This liposome solution was dropped on the chip and allowed to stand in an environment of 100% humidity for 1 hour to form a lipid bilayer of POPC4 on the electrode surface (FIG. 9c).
Alternatively, after 99.9 mol% POPC4 and 0.1 mol% ODT3 are mixed well in chloroform, the solvent is exchanged with PBS to prepare a mixed liposome solution, and this liposome solution is dropped onto the chip, A lipid bilayer of POPC4 is formed on the electrode surface (FIG. 9c).
In either case, the resist 14 needs to be made of a material that does not bind to the —SH group of ODT so that the lipid bilayer is immobilized only on the electrode surface at the bottom of the well.

原子力間顕微鏡(AFM;セイコーインスツルメンツ株式会社SPI3800)を用いて、脂質二重層が形成された電極表面を観察したところ、電極表面全体に均一に脂質二重層が形成されていることが確認された(図示せず)。   When the surface of the electrode on which the lipid bilayer was formed was observed using an atomic force microscope (AFM; Seiko Instruments Inc. SPI3800), it was confirmed that the lipid bilayer was uniformly formed on the entire electrode surface ( Not shown).

脂質二重層を電極表面に固定化する別法として、アミノカップリング法を用いることもできる。具体的には、ピランハ溶液で洗浄したチップを3,3’−ジチオジプロピオン酸(DTDP)のエタノール溶液に浸漬して、DTDPをその−S−S−基を介して電極表面に結合させる。次いで、ジオキサンおよび水(9:1[v/v])中のN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)および1−エチル−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−カルボジイミド塩酸(EDC)の混合溶液にチップを浸漬して、DTDPのカルボキシル基を活性化する。ここに、POPC4のリポソーム溶液を添加し、POPC4のアミン基とDTDPのカルボキシル基とを結合させることによって、POPC4の脂質二重層を電極表面に固定化する。   As another method for immobilizing the lipid bilayer on the electrode surface, an amino coupling method can also be used. Specifically, a chip washed with a piranha solution is immersed in an ethanol solution of 3,3′-dithiodipropionic acid (DTDP), and DTDP is bonded to the electrode surface via its —S—S— group. The chip was then placed in a mixed solution of N-hydroxysuccinimide (NHS) and 1-ethyl- (3-dimethylaminopropyl) -3-carbodiimide hydrochloride (EDC) in dioxane and water (9: 1 [v / v]). Immerse to activate the carboxyl group of DTDP. Here, the liposome solution of POPC4 is added, and the lipid bilayer of POPC4 is immobilized on the electrode surface by binding the amine group of POPC4 and the carboxyl group of DTDP.

次に、1mMの(11−フェロセニル)ウンデシルポリオキシエチレン(Fe−PEG)5および0.1mMのビオチン化した1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン(Bio−PE)21のリン酸バッファー混合溶液(pH7.4)を脂質二重層が形成されたチップに滴下し、1時間放置して脂質二重層上にFe−PEG5およびBio−PE21をアンカーした(図9d)。このとき、Fe−PEG5およびBio−PE21の混合溶液中のモル濃度比を適宜調整することによって、Bio−PE21が分散して適度な密度で脂質二重層上にアンカーされるようにする。
脂質二重層は絶縁性であるので、脂質二重層上での現象を電気的信号として検出することが不可能である。そこで、脂質二重層表面を導電性にする目的で、Fe−PEG5を用いる。
Next, 1 mM (11-ferrocenyl) undecyl polyoxyethylene (Fe-PEG) 5 and 0.1 mM biotinylated 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine (Bio-PE) 21 The phosphate buffer mixed solution (pH 7.4) was dropped onto the chip on which the lipid bilayer was formed, and allowed to stand for 1 hour to anchor Fe-PEG5 and Bio-PE21 onto the lipid bilayer (FIG. 9d). At this time, by appropriately adjusting the molar concentration ratio in the mixed solution of Fe-PEG5 and Bio-PE21, Bio-PE21 is dispersed and anchored on the lipid bilayer with an appropriate density.
Since the lipid bilayer is insulating, it is impossible to detect a phenomenon on the lipid bilayer as an electrical signal. Therefore, Fe-PEG5 is used for the purpose of making the lipid bilayer surface conductive.

さらに、このビオチン修飾脂質二重層が形成されたチップに0.2mg/mlのストレプトアビジン22の水溶液を滴下し、湿度100%の環境で1時間静置して、Bio−PE21のビオチンとの特異的結合により、ストレプトアビジン22を結合させた(図9e)。PBSで洗浄することによって、脂質二重層に固定化されていない未結合のストレプトアビジンを除去した。   Further, 0.2 mg / ml of an aqueous solution of streptavidin 22 was dropped onto the chip on which the biotin-modified lipid bilayer was formed, and left to stand in an environment of 100% humidity for 1 hour, so that Bio-PE21 and biotin specific Streptavidin 22 was bound by mechanical binding (FIG. 9e). Unbound streptavidin not immobilized on the lipid bilayer was removed by washing with PBS.

ストレプトアビジンは、ビオチンと生物学的に最も強固で安定に結合(K=10−15M)するタンパク質であり、4分子のビオチンと結合する。
ストレプトアビジン−ビオチン間の特異的結合を利用して、ストレプトアビジンを修飾した分子と、ビオチンを修飾したもう一つの分子とを結合させる手法が一般的に用いられている。したがって、様々なタンパク質にビオチンを修飾する技術がすでに確立され、そのためのキットも市販されている。また、ビオチン修飾したDNAも商業的に入手可能である。
Streptavidin is a protein that binds to biotin most strongly and stably (K d = 10 −15 M) and binds to four molecules of biotin.
A technique of binding a molecule modified with streptavidin and another molecule modified with biotin using a specific binding between streptavidin and biotin is generally used. Therefore, techniques for modifying biotin on various proteins have already been established, and kits for that purpose are also commercially available. Biotin-modified DNA is also commercially available.

Bio−PE21は脂質二重層上に分散してアンカーされ、1つのストレプトアビジン分子には、1つのビオチンしか結合していないと考えられる。   Bio-PE21 is dispersed and anchored on the lipid bilayer, and it is considered that only one biotin is bound to one streptavidin molecule.

最後に、予めビオチン化したプローブ抗体23の溶液にストレプトアビジン固定化チップを浸漬することによって、ストレプトアビジン−ビオチンの特異的結合を介してプローブ抗体23をウェル底部に固定化した(図9f)。   Finally, the streptavidin-immobilized chip was immersed in a pre-biotinylated probe antibody 23 solution to immobilize the probe antibody 23 on the bottom of the well through specific binding of streptavidin-biotin (FIG. 9f).

ストレプトアビジンが基板上に固定化されている場合、ビオチンの有効結合数は1であることがすでに知られている。固定化によりビオチンが接近可能なストレプトアビジンの結合部位が限定されているためと考えられる。特に、本発明の場合、ビオチンにはタンパク質が結合しているので、1つのビオチン化タンパク質がストレプトアビジンに結合した後、立体障害によりさらなるビオチン化タンパク質がストレプトアビジンに接近できないためと考えられる。したがって、1つの固定化ストレプトアビジン22には1つのビオチン化プローブ抗体23が結合していると十分に考えられる。   It is already known that the effective binding number of biotin is 1 when streptavidin is immobilized on a substrate. This is probably because the binding site of streptavidin accessible to biotin is limited by immobilization. In particular, in the case of the present invention, since a protein is bound to biotin, it is considered that after one biotinylated protein is bound to streptavidin, no further biotinylated protein is accessible to streptavidin due to steric hindrance. Therefore, it is considered that one immobilized streptavidin 22 has one biotinylated probe antibody 23 bound thereto.

実施例2:タンパク質チップのHSA結合能力評価
実施例1で作製されたタンパク質チップ1を作製したときと同様の条件で、水晶振動子マイクロバランス(QCM;株式会社イニシアムAFFINIX Q)測定用の27MHz水晶振動子の表面にプローブ抗体23を固定化して、ターゲットタンパク質6(HSA)の結合能力を評価した。
Example 2: Evaluation of HSA binding ability of protein chip 27 MHz crystal for measuring quartz crystal microbalance (QCM; Initiative AFFINIX Q) under the same conditions as when protein chip 1 produced in Example 1 was produced. Probe antibody 23 was immobilized on the surface of the vibrator, and the binding ability of target protein 6 (HSA) was evaluated.

具体的には、まず、図7eに示すように、ストレプトアビジン22まで結合させた段階の試料を用いて、1mg/mlのプローブ抗体23(ビオチン化ヤギ抗HSA抗体)の溶液5μlをインジェクションすると(インジェクション時刻を矢印で示す)、時間とともに発振周波数が下降し、ストレプトアビジン22にプローブ抗体23が結合したことが確認された(図10a)。さらに、プローブ抗体23が結合した試料を用いて、100μg/mlのHSA溶液5μlをインジェクションすると、発振周波数が下降し、HSAが結合したことが確認された(図10b)。   Specifically, first, as shown in FIG. 7e, 5 μl of a 1 mg / ml probe antibody 23 (biotinylated goat anti-HSA antibody) solution was injected using a sample at the stage of binding to streptavidin 22 ( The injection time is indicated by an arrow), the oscillation frequency decreased with time, and it was confirmed that the probe antibody 23 was bound to streptavidin 22 (FIG. 10a). Furthermore, when 5 μl of a 100 μg / ml HSA solution was injected using the sample to which the probe antibody 23 was bound, it was confirmed that the oscillation frequency decreased and HSA was bound (FIG. 10 b).

比較のため、図7dに示すように、ストレプトアビジン22が結合していない段階の試料を用いて、1mg/mlのプローブ抗体23(ビオチン化ヤギ抗HSA抗体)の溶液5μlをインジェクションすると(インジェクション時刻を矢印で示す、時間とともに発振周波数が下降し、脂質二重層上にプローブ抗体23が結合したことが確認された(図11a)。しかしながら、この試料に、100μg/mlのHSA溶液をいくらインジェクションしても、インジェクションショックによる発振周波数の上昇は見られたが、発振周波数が下降することはなかった。したがって、ストレプトアビジンが存在しなければ、HSAは結合しないことが確認された(図11b)。   For comparison, as shown in FIG. 7d, 5 μl of a 1 mg / ml solution of probe antibody 23 (biotinylated goat anti-HSA antibody) was injected using a sample at the stage where streptavidin 22 was not bound (injection time). As shown by the arrows, the oscillation frequency decreased with time, and it was confirmed that the probe antibody 23 was bound on the lipid bilayer (FIG. 11a), however, the sample was injected with 100 μg / ml HSA solution. However, although the oscillation frequency increased due to the injection shock, the oscillation frequency did not decrease, so it was confirmed that HSA does not bind unless streptavidin is present (FIG. 11b).

上記の結果から、ストレプトアビジンを介して、脂質二重層上にプローブ抗体を配列することによって、ターゲット分子である抗原と効率的に結合することが分った。
すなわち、本発明により、プローブタンパク質とターゲット分子とが効率よく結合できるようにプローブタンパク質の配向性を制御することが可能となった。
From the above results, it was found that by arranging the probe antibody on the lipid bilayer via streptavidin, the antigen can be efficiently bound to the target molecule.
That is, according to the present invention, the orientation of the probe protein can be controlled so that the probe protein and the target molecule can be bound efficiently.

実施例3:タンパク質チップの検出性能評価
実施例1で作製された第1の具体例のタンパク質チップ1(直径200μmの単一ウェル)を用いて、バイオセンサーを構築し、ターゲットタンパク質6の検出実験を行った。
具体的には、5mMのK[Fe(CN)]および100mM KClの混合水溶液中、タンパク質チップ1を作用電極とし、白金を対極とし、銀/塩化銀を参照電極として電気化学セルを構成して、サイクリックボルタンメトリーによって、タンパク質チップ1の酸化還元電位を測定した。また、測定は25℃にて行い、電位の掃引速度は50V/秒とした。
Example 3: Evaluation of detection performance of protein chip Using the protein chip 1 (single well having a diameter of 200 μm) of the first specific example prepared in Example 1, a biosensor was constructed and a detection experiment of the target protein 6 was performed. Went.
Specifically, an electrochemical cell is constructed in a mixed aqueous solution of 5 mM K 3 [Fe (CN) 6 ] and 100 mM KCl, using protein chip 1 as a working electrode, platinum as a counter electrode, and silver / silver chloride as a reference electrode. Then, the oxidation-reduction potential of the protein chip 1 was measured by cyclic voltammetry. The measurement was performed at 25 ° C., and the potential sweep rate was 50 V / sec.

まず、本発明のバイオセンサーの機能を確認するために、タンパク質チップ1の製造工程の各段階および、プローブ抗体23にターゲットタンパク質6を結合させたとき、電流電位曲線を得た。
具体的には、図9eに示すように、Bio−PE21にストレプトアビジン22を結合させた状態(図中、Aで示す);ストレプトアビジン22にビオチン化プローブ抗体23を結合させた状態(図中、Bで示す);および、ビオチン化プローブ抗体23にターゲットタンパク質6(HSA)を結合させた状態(図中、Cで示す)の3つの状態において、電流電位曲線を得た(図12)。
図12に示す電流電位曲線において、ピーク電流値が酸化還元電流値を示している。
First, in order to confirm the function of the biosensor of the present invention, a current-potential curve was obtained when the target protein 6 was bound to each stage of the production process of the protein chip 1 and the probe antibody 23.
Specifically, as shown in FIG. 9e, the state in which streptavidin 22 is bound to Bio-PE21 (indicated by A in the figure); the state in which biotinylated probe antibody 23 is bound to streptavidin 22 (in the figure) , B); and current potential curves were obtained in three states (indicated by C in the figure) in which target protein 6 (HSA) was bound to biotinylated probe antibody 23 (FIG. 12).
In the current-potential curve shown in FIG. 12, the peak current value indicates the redox current value.

図12から分るように、ストレプトアビジン22にビオチン化プローブ抗体23が結合したとき(状態Aから状態Bへの変化)にも、プローブ抗体23にターゲットタンパク質6が結合したとき(状態Bから状態Cへの変化)にも、酸化還元電流値の絶対値が減少した。
すなわち、この条件下で、酸化還元電流値を測定しても、値の変化をターゲットタンパク質6のプローブ抗体23への特異的結合と関連付けることができない。
As can be seen from FIG. 12, when the biotinylated probe antibody 23 is bound to the streptavidin 22 (change from state A to state B), the target protein 6 is bound to the probe antibody 23 (from state B to state). Also, the absolute value of the oxidation-reduction current value decreased.
That is, even if the redox current value is measured under this condition, the change in the value cannot be associated with the specific binding of the target protein 6 to the probe antibody 23.

本発明者らは、この現象は、脂質二重層の表面が十分に導電性ではないうえに、ターゲットであるタンパク質も絶縁性であることに起因し、ターゲットタンパク質がプローブ抗体に結合して酸化還元状態が変化しても、その電気的信号を電極で検出することができないためと考えた。
そこで、本発明者らは、ターゲットタンパク質の表面を導電性にすることによって、この系における電気的信号の伝達性を改善することにした。
The present inventors have found that this phenomenon is caused by the fact that the surface of the lipid bilayer is not sufficiently conductive and the target protein is also insulative. Even if the state changed, the electrical signal could not be detected by the electrodes.
Therefore, the present inventors decided to improve the electrical signal transmission in this system by making the surface of the target protein conductive.

本発明では、ターゲットタンパク質であるHSAを導電性にするために、その表面にAu粒子を静電相互作用により付着させた。
Au粒子は水溶液中で負に荷電しているので、HSAの表面の荷電が正になれば、その表面上にAu粒子を付着させることができる。HSAの等電点pIは4.9であって、pHが4.9を下回るとHSAは正に荷電する。
In the present invention, in order to make the target protein HSA conductive, Au particles are attached to the surface by electrostatic interaction.
Since the Au particles are negatively charged in the aqueous solution, the Au particles can be attached to the surface of the HSA if the surface charge of the HSA becomes positive. The isoelectric point pI of HSA is 4.9, and HSA is positively charged when the pH is below 4.9.

そこで、1mg/mlのHSA水溶液中に5nm径のAu粒子(BB International)を添加してその粒子濃度を5×1013粒子/lとした混合溶液を調製した。次に、この混合溶液のpHを4.6に調整し、37℃にて10時間反応させて、HSAの表面にAu粒子を付着させた。 Therefore, a 5 nm diameter Au particle (BB International) was added to a 1 mg / ml HSA aqueous solution to prepare a mixed solution having a particle concentration of 5 × 10 13 particles / l. Next, the pH of this mixed solution was adjusted to 4.6 and reacted at 37 ° C. for 10 hours to attach Au particles to the surface of HSA.

このAu粒子が付着したターゲットタンパク質6’(Au−HSA)を用いて、図12に示される電流電位曲線を得たときと同様にして各段階で電流電位曲線を得た(図13)。
この場合、ストレプトアビジン22にビオチン化プローブ抗体23が結合したとき(状態Aから状態Bへの変化)には、上記と同様に、酸化還元電流値の絶対値が減少したが、プローブ抗体23にAu−HSAが結合したとき(状態Bから状態Cへの変化)には、酸化還元電流値の絶対値が増大した。
すなわち、Au粒子をHSAの表面に付着させることにより、酸化還元電流値の変化をターゲットタンパク質6のプローブ抗体23への特異的結合と関連付けることができた。
Using the target protein 6 ′ (Au—HSA) to which the Au particles were attached, a current-potential curve was obtained at each stage in the same manner as when the current-potential curve shown in FIG. 12 was obtained (FIG. 13).
In this case, when the biotinylated probe antibody 23 was bound to the streptavidin 22 (change from state A to state B), the absolute value of the oxidation-reduction current value decreased as described above. When Au-HSA was bound (change from state B to state C), the absolute value of the redox current value increased.
That is, by attaching Au particles to the surface of HSA, the change in redox current value could be associated with specific binding of the target protein 6 to the probe antibody 23.

実施例4:ナノサイズウェルのアレイを有するタンパク質チップの作製
バイオ分子アレイ領域上に200×200個の配列で直径100nmのウェルを形成した第2の具体例のDNAチップを作製した。
Example 4: Production of a protein chip having an array of nano-sized wells A DNA chip of a second specific example in which wells having a diameter of 100 nm were formed in an array of 200 × 200 on the biomolecule array region was produced.

バイオ分子アレイ領域に100nm径ウェルのアレイを形成し、実施例1に記載された方法で複数のウェル底部の電極表面上にプローブタンパク質2を固定化して(図9)、第2の具体例のDNAチップを作製した。   An array of 100 nm diameter wells is formed in the biomolecule array region, and the probe protein 2 is immobilized on the electrode surface at the bottom of a plurality of wells by the method described in Example 1 (FIG. 9). A DNA chip was prepared.

原子力間顕微鏡(AFM;セイコーインスツルメンツ株式会社SPI3800)を用いてタッピングモードで、第2の具体例のバイオ分子アレイ領域113の表面を観察した(図14)。共振周波数125kHzおよびバネ定数14N/mのシリコン製カンチレバー(セイコーインスツルメンツ株式会社SI−DF−20)を用いた。
このAFM像から、各ウェル(黒色円形に示される領域)にストレプトアビジン(ウェル内、白色で示される物質)が固定化されているのが確認された。また、観察視野全体にわたって、均一にウェル内にストレプトアビジンの存在が確認された。
The surface of the biomolecule array region 113 of the second specific example was observed in a tapping mode using an atomic force microscope (AFM; Seiko Instruments Inc. SPI3800) (FIG. 14). A silicon cantilever (SI-DF-20, Seiko Instruments Inc.) having a resonance frequency of 125 kHz and a spring constant of 14 N / m was used.
From this AFM image, it was confirmed that streptavidin (the substance shown in white in the well) was immobilized in each well (area shown in a black circle). In addition, the presence of streptavidin was confirmed in the well uniformly throughout the observation field.

かくして、プローブタンパク質がバイオ分子アレイ領域113に形成された複数のウェルに均一に分散して固定化されたタンパク質チップが得られた。   Thus, a protein chip was obtained in which the probe protein was uniformly dispersed and immobilized in a plurality of wells formed in the biomolecule array region 113.

以上の結果から、本発明によれば、ターゲットタンパク質を蛍光物質等で標識化する必要がないこと、電解質溶液中での測定が可能なこと、マイクロファブリゲーション法を利用して複数の電極を作製することができることから、迅速かつ簡単な解析を可能にし、コストパフォーマンスに優れた次世代DNAアレイシステムを提供する技術として期待される。   From the above results, according to the present invention, it is not necessary to label the target protein with a fluorescent substance, it is possible to measure in an electrolyte solution, and a plurality of electrodes are produced using the microfabrication method. Therefore, it is expected as a technology that enables a quick and simple analysis and provides a next-generation DNA array system with excellent cost performance.

本発明のタンパク質チップの上面図。The top view of the protein chip of this invention. 本発明のタンパク質チップのバイオ分子アレイ領域の上面図。The top view of the biomolecule array area | region of the protein chip of this invention. 本発明のバイオ分子アレイ領域の断面図。Sectional drawing of the biomolecule array area | region of this invention. 本発明の第1の具体例のタンパク質チップの製造工程を説明する概略図。Schematic explaining the manufacturing process of the protein chip of the 1st specific example of this invention. 本発明の第1の具体例のタンパク質チップの製造工程を説明する概略図。Schematic explaining the manufacturing process of the protein chip of the 1st specific example of this invention. 本発明の第1の具体例のタンパク質チップの製造工程を説明する概略図。Schematic explaining the manufacturing process of the protein chip of the 1st specific example of this invention. 本発明の第2の具体例のタンパク質チップの製造工程を説明する概略図。Schematic explaining the manufacturing process of the protein chip of the 2nd specific example of this invention. 本発明の第2の具体例のタンパク質チップの製造工程を説明する概略図。Schematic explaining the manufacturing process of the protein chip of the 2nd specific example of this invention. 本発明のタンパク質チップの製造工程を説明する概略図。Schematic explaining the manufacturing process of the protein chip of this invention. 本発明のタンパク質チップと同様の構成で測定した水晶振動子マイクロバランスを示すグラフ。The graph which shows the crystal oscillator microbalance measured by the structure similar to the protein chip of this invention. タンパク質チップと同様の構成で測定した比較例の水晶振動子マイクロバランスを示すグラフ。The graph which shows the crystal oscillator microbalance of the comparative example measured with the structure similar to a protein chip. 本発明のタンパク質チップおよびHSAを用いて測定した酸化還元電流電位曲線。The redox current potential curve measured using the protein chip and HSA of the present invention. 本発明のタンパク質チップおよびAu粒子付着HSAを用いて測定した酸化還元電流電位曲線。The redox current potential curve measured using the protein chip of the present invention and Au particle-attached HSA. 本発明の第2の具体例のDNAチップのAFM像。The AFM image of the DNA chip of the 2nd example of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1・・・バイオチップ(タンパク質チップ)、10・・・基板、11・・・フォトレジスト、12a・・・紫外線、12b・・・フォトマスク、13・・・電極配線、131・・・バイオ分子アレイ領域、131a・・・ウェル、132・・・パッド、14・・・絶縁性レジスト膜、15・・・電子ビーム、2・・・プローブ、21・・・ビオチン化1,2−ジオレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホエタノールアミン(Bio−PE)、22・・・ストレプトアビジン、23・・・ビオチン化プローブ抗体、3・・・1−オクタデカンチオール(ODT)、4・・・1−パルミトイル−2−オレオイル−sn−グリセロ−3−ホスホコリン(POPC)、5・・・(11−フェロセニル)ウンデシルポリオキシエチレン(Fe−PEG)、6・・・ターゲットタンパク質。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Biochip (protein chip), 10 ... Substrate, 11 ... Photoresist, 12a ... Ultraviolet, 12b ... Photomask, 13 ... Electrode wiring, 131 ... Biomolecule Array region, 131a ... well, 132 ... pad, 14 ... insulating resist film, 15 ... electron beam, 2 ... probe, 21 ... biotinylated 1,2-dioleoyl-sn -Glycero-3-phosphoethanolamine (Bio-PE), 22 ... streptavidin, 23 ... biotinylated probe antibody, 3 ... 1-octadecanethiol (ODT), 4 ... 1-palmitoyl- 2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (POPC), 5 (11-ferrocenyl) undecyl polyoxyethylene (Fe-PEG), 6 ... Target protein.

Claims (11)

1または複数のプローブタンパク質が配列して固定化されているバイオチップであって、基板上に1または複数の電極配線が形成され、該1または複数の電極配線は絶縁膜で被覆され、該1または複数の電極配線の各々の一領域上の絶縁膜に、電極表面に達する1または複数の孔を設けることによって1または複数のウェルが形成され、該1または複数のウェルの底部にプローブタンパク質が固定化されている該バイオチップ。   A biochip in which one or more probe proteins are arrayed and immobilized, wherein one or more electrode wires are formed on a substrate, and the one or more electrode wires are covered with an insulating film, Alternatively, one or a plurality of wells are formed by providing one or a plurality of holes reaching the electrode surface in the insulating film on each region of the plurality of electrode wirings, and the probe protein is formed at the bottom of the one or the plurality of wells. The biochip immobilized. 該プローブタンパク質に第1の分子が結合され、該第1の分子と特異的結合する第2の分子が該ウェルの底部に固定化され、該第1の分子と該第2の分子との間の特異的結合によって該1または複数のウェル底部に該プローブタンパク質が固定化されている請求項1記載のバイオチップ。   A first molecule is bound to the probe protein, and a second molecule that specifically binds to the first molecule is immobilized at the bottom of the well, and between the first molecule and the second molecule The biochip according to claim 1, wherein the probe protein is immobilized on the bottom of the one or more wells by specific binding. 該ウェルの底部に脂質二重層が形成され、第3の分子が結合されたアンカー化合物が該脂質二重層にアンカーされ、該アンカー化合物に結合された第3の分子と該第2の分子との間の特異的結合によって該1または複数のウェル底部に該プローブタンパク質が固定化されている請求項2記載のバイオチップ。   A lipid bilayer is formed at the bottom of the well, and an anchor compound to which a third molecule is bound is anchored to the lipid bilayer, and the third molecule bound to the anchor compound and the second molecule The biochip according to claim 2, wherein the probe protein is immobilized on the bottom of the one or more wells by specific binding between them. 該第1の分子がビオチンであって、該第2の分子がストレプトアビジンである請求項2または3記載のバイオチップ。   The biochip according to claim 2 or 3, wherein the first molecule is biotin and the second molecule is streptavidin. 該第3の分子がビオチンである請求項3記載のバイオチップ。   The biochip according to claim 3, wherein the third molecule is biotin. 該1または複数のプローブタンパク質が抗体である請求項1記載のバイオチップ。   The biochip according to claim 1, wherein the one or more probe proteins are antibodies. 少なくとも、作用電極、対極および参照電極を含むバイオセンサーであって、
ここに、該作用電極は、1または複数のプローブタンパク質が配列して固定化されているバイオチップであって、基板上に1または複数の電極配線が形成され、該1または複数の電極配線は絶縁膜で被覆され、該1または複数の電極配線の各々の一領域上の絶縁膜に、電極表面に達する1または複数の孔を設けることによって1または複数のウェルが形成され、該1または複数のウェルの底部にプローブタンパク質が固定化されているバイオチップであり、
処理前に、該バイオチップの第1の電気的信号を測定し;
該バイオチップを試験溶液中で処理した後、該バイオチップの第2の電気的信号を測定し;次いで、
第1の電気的信号と第2の電気的信号との強度差から、試験溶液中に存在する、該1または複数のプローブタンパク質と特異的結合する非標識ターゲット分子を検出することを特徴とするバイオセンサー。
A biosensor comprising at least a working electrode, a counter electrode and a reference electrode,
Here, the working electrode is a biochip in which one or more probe proteins are arrayed and immobilized, and one or more electrode wirings are formed on a substrate, and the one or more electrode wirings are One or a plurality of wells are formed by providing one or a plurality of holes that reach the electrode surface in the insulating film on each region of the one or a plurality of electrode wirings that are covered with the insulating film. Is a biochip in which the probe protein is immobilized on the bottom of the well,
Measuring a first electrical signal of the biochip prior to processing;
After treating the biochip in a test solution, measuring a second electrical signal of the biochip;
An unlabeled target molecule that specifically binds to the one or more probe proteins is detected from a difference in intensity between the first electrical signal and the second electrical signal. Biosensor.
該電気的信号が、酸化還元電流値である請求項7記載のバイオセンサー。   The biosensor according to claim 7, wherein the electrical signal is a redox current value. 該非標識ターゲット分子が抗原であって、該バイオチップに固定化された1または複数のプローブタンパク質が該ターゲット分子に対する抗体である請求項7記載のバイオセンサー。   The biosensor according to claim 7, wherein the unlabeled target molecule is an antigen, and one or more probe proteins immobilized on the biochip are antibodies to the target molecule. 該非標識ターゲット分子がヒト血清アルブミン(HSA)であって、該バイオチップに固定化された1または複数のプローブタンパク質が抗HSA抗体である請求項9記載のバイオセンサー。   The biosensor according to claim 9, wherein the unlabeled target molecule is human serum albumin (HSA), and the one or more probe proteins immobilized on the biochip are anti-HSA antibodies. その表面にAu粒子が付着している非標識ターゲット分子を電気的信号の測定に用いる請求項9記載のバイオセンサー。
The biosensor according to claim 9, wherein an unlabeled target molecule having Au particles attached to the surface thereof is used for measuring an electrical signal.
JP2003403408A 2003-12-02 2003-12-02 Protein chip and biosensor using the same Expired - Lifetime JP4497903B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003403408A JP4497903B2 (en) 2003-12-02 2003-12-02 Protein chip and biosensor using the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2003403408A JP4497903B2 (en) 2003-12-02 2003-12-02 Protein chip and biosensor using the same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005164388A true JP2005164388A (en) 2005-06-23
JP4497903B2 JP4497903B2 (en) 2010-07-07

Family

ID=34726720

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2003403408A Expired - Lifetime JP4497903B2 (en) 2003-12-02 2003-12-02 Protein chip and biosensor using the same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4497903B2 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007225300A (en) * 2006-02-21 2007-09-06 Mie Univ Sensor having both of substance recognizing function and data converting function
JP2008012444A (en) * 2006-07-06 2008-01-24 Ulvac Japan Ltd Method for forming lipid monomolecular film
JP2009229344A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Tokyo Institute Of Technology Sensitive film for odor sensor and odor sensor element
WO2011125321A1 (en) * 2010-04-09 2011-10-13 株式会社日立製作所 Array for detecting biological substance, assay system and assay method
JP2014502731A (en) * 2011-01-11 2014-02-03 ザ ガバニング カウンシル オブ ザ ユニバーシティ オブ トロント Protein detection method
KR101420917B1 (en) 2012-05-22 2014-08-14 한양대학교 산학협력단 Device for cell counting and method for manufacturing the same
JP2016533723A (en) * 2013-10-23 2016-11-04 ジェニア・テクノロジーズ・インコーポレイテッド Process for biosensor well formation
US10274453B2 (en) 2008-09-02 2019-04-30 The Governing Council Of The University Of Toronto Nanostructured microelectrodes and biosensing devices incorporating the same
WO2019203493A1 (en) * 2018-04-17 2019-10-24 한국화학연구원 Multiwell electrode-based biosensor
WO2021187951A1 (en) * 2020-03-20 2021-09-23 주식회사 마라나노텍코리아 Nanowell diagnostic kit for diagnosing cardiovascular disease substances in blood
US11723397B2 (en) 2020-06-09 2023-08-15 Korea Research Institute Of Chemical Technology Cigarette smoke generating and sampling devices, systems, and its operating method for preparation of whole cigarette smoke condensate (WCSC)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04273028A (en) * 1991-02-28 1992-09-29 Oki Electric Ind Co Ltd Biological element and manufacture thereof
JPH09236571A (en) * 1996-02-27 1997-09-09 Bayer Ag Solid supporting film bio-sensor
JPH11508044A (en) * 1995-06-20 1999-07-13 オーストラリアン メンブレイン アンド バイオテクノロジィ リサーチ インスティチュート Self-assembly of sensor membrane
JP2002523746A (en) * 1998-08-24 2002-07-30 センサー−テック・リミテッド Electrochemical analysis of analytes
JP2003098174A (en) * 2001-09-27 2003-04-03 Matsushita Ecology Systems Co Ltd Method for measuring substance to be detected

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04273028A (en) * 1991-02-28 1992-09-29 Oki Electric Ind Co Ltd Biological element and manufacture thereof
JPH11508044A (en) * 1995-06-20 1999-07-13 オーストラリアン メンブレイン アンド バイオテクノロジィ リサーチ インスティチュート Self-assembly of sensor membrane
JPH09236571A (en) * 1996-02-27 1997-09-09 Bayer Ag Solid supporting film bio-sensor
JP2002523746A (en) * 1998-08-24 2002-07-30 センサー−テック・リミテッド Electrochemical analysis of analytes
JP2003098174A (en) * 2001-09-27 2003-04-03 Matsushita Ecology Systems Co Ltd Method for measuring substance to be detected

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007225300A (en) * 2006-02-21 2007-09-06 Mie Univ Sensor having both of substance recognizing function and data converting function
JP2008012444A (en) * 2006-07-06 2008-01-24 Ulvac Japan Ltd Method for forming lipid monomolecular film
JP2009229344A (en) * 2008-03-25 2009-10-08 Tokyo Institute Of Technology Sensitive film for odor sensor and odor sensor element
US10274453B2 (en) 2008-09-02 2019-04-30 The Governing Council Of The University Of Toronto Nanostructured microelectrodes and biosensing devices incorporating the same
WO2011125321A1 (en) * 2010-04-09 2011-10-13 株式会社日立製作所 Array for detecting biological substance, assay system and assay method
JP2011232328A (en) * 2010-04-09 2011-11-17 Hitachi Ltd Biological substance detection array, measurement device and measurement method
JP2014502731A (en) * 2011-01-11 2014-02-03 ザ ガバニング カウンシル オブ ザ ユニバーシティ オブ トロント Protein detection method
US11366110B2 (en) 2011-01-11 2022-06-21 The Governing Council Of The University Of Toronto Protein detection method
US9772329B2 (en) 2011-01-11 2017-09-26 The Governing Council Of The University Of Toronto Protein detection method
JP2018138926A (en) * 2011-01-11 2018-09-06 ザ ガバニング カウンシル オブ ザ ユニバーシティ オブ トロント Protein detection methods
KR101420917B1 (en) 2012-05-22 2014-08-14 한양대학교 산학협력단 Device for cell counting and method for manufacturing the same
US10246743B2 (en) 2013-10-23 2019-04-02 Genia Technologies, Inc. Methods for forming lipid bilayers on biochips
US10273536B2 (en) 2013-10-23 2019-04-30 Genia Technologies, Inc. Process for biosensor well formation
US11021745B2 (en) 2013-10-23 2021-06-01 Roche Sequencing Solutions, Inc. Methods for forming lipid bilayers on biochips
JP2016533723A (en) * 2013-10-23 2016-11-04 ジェニア・テクノロジーズ・インコーポレイテッド Process for biosensor well formation
WO2019203493A1 (en) * 2018-04-17 2019-10-24 한국화학연구원 Multiwell electrode-based biosensor
CN112020645A (en) * 2018-04-17 2020-12-01 韩国化学研究院 Biosensor based on porous electrode
JP2021518912A (en) * 2018-04-17 2021-08-05 コリア リサーチ インスティテュート オブ ケミカル テクノロジー Multi-well electrode-based biosensor
JP7174065B2 (en) 2018-04-17 2022-11-17 コリア リサーチ インスティテュート オブ ケミカル テクノロジー Multiwell electrode-based biosensor
WO2021187951A1 (en) * 2020-03-20 2021-09-23 주식회사 마라나노텍코리아 Nanowell diagnostic kit for diagnosing cardiovascular disease substances in blood
US11723397B2 (en) 2020-06-09 2023-08-15 Korea Research Institute Of Chemical Technology Cigarette smoke generating and sampling devices, systems, and its operating method for preparation of whole cigarette smoke condensate (WCSC)

Also Published As

Publication number Publication date
JP4497903B2 (en) 2010-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7923240B2 (en) Photo-activated field effect transistor for bioanalyte detection
Cheng et al. Nanotechnologies for biomolecular detection and medical diagnostics
JP3693572B2 (en) Nanoelectrode array
KR100449615B1 (en) Multi-array, multi-specific electrochemiluminescence test
KR101440542B1 (en) Biosensor Using the Conductive Graphene and Manufacturing Method Thereof
US20100009432A1 (en) Conductive carbon nanotubes dotted with metal and method for fabricating a biosensor using the same
Gupta et al. Multiplexed electrochemical immunosensor for label-free detection of cardiac markers using a carbon nanofiber array chip
JP7174065B2 (en) Multiwell electrode-based biosensor
WO2008094287A2 (en) Three-dimensional integrated circuit for analyte detection
JP2008525763A (en) Three-dimensional nanostructured and microstructured support
JP5401724B2 (en) Biosensing method using coated magnetic fine particles and biosensing device used in the method
JP4497903B2 (en) Protein chip and biosensor using the same
JP2002533698A (en) Affinity sensors for detecting the formation of specific binding and uses thereof
JP2007278966A (en) Magnetic sensor, method of manufacturing sensor, target material detection device using sensor, and biosensor kit
Evans et al. Electrical protein detection in cell lysates using high-density peptide-aptamer microarrays
JP2008032554A (en) BIOCHIP AND AMYLOID SENSOR USING beta-AMYLOID OLIGOMER, AND DETECTION METHOD OF beta-AMYLOID EXISTING IN BIOSAMPLE
US9494583B2 (en) Methods and devices for detecting structural changes in a molecule measuring electrochemical impedance
Wang et al. A reusable piezo-immunosensor with amplified sensitivity for ceruloplasmin based on plasma-polymerized film
KR100532812B1 (en) Method for fabricating a nano-biochip using the nanopattern of block copolymers
JP3158181B2 (en) Biosensor and method for immobilizing biomaterial
JP4342523B2 (en) Sensing switch and detection method using the same
US20070087382A1 (en) Molecule array and method for producing the same
JP4324707B2 (en) DNA chip and biosensor using the same
KR100722321B1 (en) Method for manufacturing protein pattern with capillary force lithography and self assembled monolayers, and protein chip manufactured therefrom
JP2006153733A (en) Immobilization method for liposome, liposome microarray chip, and manufacturing method therefor

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061201

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090616

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20090707

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20090904

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091215

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100204

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100330

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100413

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 4497903

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130423

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140423

Year of fee payment: 4

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

EXPY Cancellation because of completion of term