JP2001066305A - Liquid composition for emitting probe by ink jet method - Google Patents

Liquid composition for emitting probe by ink jet method

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JP2001066305A
JP2001066305A JP2000232206A JP2000232206A JP2001066305A JP 2001066305 A JP2001066305 A JP 2001066305A JP 2000232206 A JP2000232206 A JP 2000232206A JP 2000232206 A JP2000232206 A JP 2000232206A JP 2001066305 A JP2001066305 A JP 2001066305A
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尚志 岡本
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently and accurately spot a trace amount of a probe on a solid phase without damaging the probe by incorporating the probe, an urea, a glycerin, a thiodiglycol and an acetylene alcohol represented by specific formula. SOLUTION: A liquid 107 containing a nucleic acid probe is moved to an emitting port 119 to form a meniscus 121 at a predetermined pressure. Here, when an electric signal is applied to electrodes 111-1, 111-2 of a substrate part 117, a foaming area 123 is abruptly heated, and foam is generated in the liquid 107 brought in contact with the area 123. The meniscus 121 is emitted by its pressure, the liquid 107 is discharged from a emitting port 119, and liquid droplets 104 are flown to a surface of a solid phase 103. The emitted liquid 107 is preferably a liquid containing a glycerin, a urea, a thiodiglycol and an acetylene alcohol represented by formula (wherein R1 to R4 are each an alkyl group, as for m, n, m=0 and n=0 or 1<=m+n<=30, and in the case of m+n=1, m or n is 0).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はプローブを固相にス
ポッティングする方法、プローブアレイ、その製造方
法、そしてプローブアレイを用いた標的一本鎖核酸の検
出方法、及び標的一本鎖核酸の塩基配列の特定化方法に
関する。
The present invention relates to a method for spotting a probe on a solid phase, a probe array, a method for producing the same, a method for detecting a target single-stranded nucleic acid using the probe array, and a base sequence of the target single-stranded nucleic acid. Related to the specification method.

【0002】[0002]

【従来の技術】核酸の塩基配列の決定やサンプル中の標
的核酸の検出、各種細菌の同定を迅速、正確に行ない得
る技術の一つとして、例えば該標的核酸と特異的に結合
し得る物質、いわゆるプローブを固相上に多数並べたプ
ローブアレイの使用が提案されている。
2. Description of the Related Art As one of techniques capable of rapidly and accurately determining a nucleotide sequence of a nucleic acid, detecting a target nucleic acid in a sample, and identifying various bacteria, for example, a substance capable of specifically binding to the target nucleic acid, The use of a so-called probe array in which a large number of probes are arranged on a solid phase has been proposed.

【0003】このようなプローブアレイの一般的な製造
方法としては、例えばヨーロッパ特許第373203号
公報(EP0373203B1)に記載されている様に
(1)固相上で核酸プローブを合成していく方法、や
(2)予め合成した核酸プローブを固相上に供給する方
法等が知られている。上記の(1)の方法の詳細が開示
されている先行技術としては例えば米国特許第5405
783号公報(USP5405783)が挙げられる。
[0003] As a general method for producing such a probe array, for example, as described in EP 373203 (EP 0373203 B1), (1) a method of synthesizing a nucleic acid probe on a solid phase, And (2) a method of supplying a previously synthesized nucleic acid probe onto a solid phase, and the like. Prior art disclosing the details of the above method (1) includes, for example, US Pat.
No. 783 (US Pat. No. 5,405,783).

【0004】また上記(2)の方法としては、例えば米
国特許第5601980号公報(USP560198
0)や「サイエンス(Science)」、第270
巻、467頁、(1995)にはマイクロピペッティン
グを用いてcDNAをアレイ状に並べる方法が開示され
ている。
As the method (2), for example, US Pat. No. 5,601,980 (US Pat.
0) and "Science", 270
Vol., Page 467, (1995) discloses a method for arranging cDNAs in an array using micropipetting.

【0005】ところで上記(1)の方法は、固相上で直
接核酸プローブを合成させている為、予め核酸プローブ
を合成する必要がない。しかし固相上で合成されたプロ
ーブ核酸を精製することは困難である。プローブアレイ
を用いた核酸塩基の配列決定や、サンプル中の標的核酸
の検出等の精度は、核酸プローブの塩基配列の精度に大
きく依存する。従って上記(1)の方法は、より高品質
なプローブアレイの製法としては核酸プローブの精度の
向上に更なる改良が求められるところである。
In the above method (1), since a nucleic acid probe is directly synthesized on a solid phase, there is no need to synthesize a nucleic acid probe in advance. However, it is difficult to purify the probe nucleic acid synthesized on the solid phase. The accuracy of nucleic acid base sequencing using a probe array, detection of a target nucleic acid in a sample, and the like greatly depends on the accuracy of the nucleic acid probe base sequence. Therefore, in the method (1), as a method for producing a higher-quality probe array, further improvement is required for improving the accuracy of the nucleic acid probe.

【0006】一方、上記(2)の方法は、核酸プローブ
の固相への固定に先立って核酸プローブの合成ステップ
が必要となる反面、固相への結合に先立って核酸プロー
ブを精製することができる。この理由により現段階にお
いては、より高品質なプローブアレイの製法としては上
記(2)の方法は、上記(1)の方法よりも好ましいと
考えられる。
On the other hand, the above method (2) requires a step of synthesizing the nucleic acid probe before immobilizing the nucleic acid probe on the solid phase, but purifies the nucleic acid probe prior to binding to the solid phase. it can. For this reason, at the present stage, the method (2) is considered to be more preferable than the method (1) as a method for producing a higher quality probe array.

【0007】しかし上記(2)の方法の課題は、核酸プ
ローブを固相に高密度にスポッティングする方法にあ
る。例えばプローブアレイを用いて核酸の塩基配列決定
を行なう場合、できる限り多種の核酸プローブを固相上
に配置しておくことが好ましい。また遺伝子の変異の検
出を効率的に行なう場合には、それぞれの変異に対応し
た配列を有する核酸プローブを固相上に配置させておく
事が好ましい。さらに、サンプル中の標的核酸の検出
や、遺伝子の変異、欠損の検出に当たっては、被験者か
らのサンプルの採取、具体的には血液等の採取はできる
限り少量に止めておくことが好ましく、よって少量の検
体でできる限り多くの塩基配列の情報を獲得できること
が好ましい。これらの点から考えるとプローブアレイに
は例えば、1インチ角に10000以上の核酸プローブ
が配置されていることが好ましい。
However, the problem of the above method (2) lies in a method of spotting a nucleic acid probe at a high density on a solid phase. For example, when a nucleic acid base sequence is determined using a probe array, it is preferable to arrange as many types of nucleic acid probes as possible on a solid phase. In order to efficiently detect gene mutations, it is preferable to arrange nucleic acid probes having sequences corresponding to the respective mutations on a solid phase. Further, in detecting a target nucleic acid in a sample, or detecting a mutation or a deletion of a gene, it is preferable that collection of a sample from a subject, specifically, collection of blood or the like be kept as small as possible. It is preferable that information on as many base sequences as possible can be obtained from the specimen. Considering these points, it is preferable that, for example, 10,000 or more nucleic acid probes are arranged in one inch square in the probe array.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らはこのよう
な状況の下で種々検討を行なった結果、インクジェット
吐出技術を用いて、極めて高密度にプローブをスポッテ
ィングすることが出来ることを見出し本発明を為すに至
った。
As a result of various studies under such circumstances, the present inventors have found that it is possible to spot a probe at extremely high density using an ink jet ejection technique. Invented the invention.

【0009】そして本発明の目的は、極めて微量のプロ
ーブを、該プローブに損傷を与える事なく且つ効率的に
固相上に正確にスポッティングする方法を提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide a method for spotting an extremely small amount of a probe efficiently and accurately on a solid phase without damaging the probe.

【0010】また本発明の他の目的は、少量の検体から
でも核酸に関するより多くの情報をより正確に検査可能
なプローブアレイを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a probe array capable of more accurately examining more information on a nucleic acid from a small amount of a sample.

【0011】また本発明の更に他の目的は、プローブが
固相上に多数結合しているプローブアレイを、プローブ
を損傷することなく、また効率良く製造する方法を提供
することにある。
It is still another object of the present invention to provide a method for efficiently producing a probe array in which a large number of probes are bound on a solid phase without damaging the probes.

【0012】更に本発明の他の目的は、サンプル中に含
まれている可能性のある標的物質を効率的に検出する方
法を提供することにある。
It is still another object of the present invention to provide a method for efficiently detecting a target substance that may be contained in a sample.

【0013】更にまた本発明の他の目的は、少量の検体
からでも標的物質の構造に関する情報を獲得可能な標的
物質の構造の特定化方法を提供することにある。
Still another object of the present invention is to provide a method for specifying the structure of a target substance, which can obtain information on the structure of the target substance from a small amount of a sample.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するこ
とのできる、本発明の一実施態様にかかるプローブをイ
ンクジェット法で吐出させるための液体組成物は、標的
物質に対して特異的に結合可能なプローブをインクジェ
ット法で吐出させるための液体組成物であって、プロー
ブ、尿素、グリセリン、チオジグリコール及び下記一般
式(I)で示されるアセチレンアルコールとを含んでい
ることを特徴とするものである:
A liquid composition for discharging a probe according to an embodiment of the present invention, which can achieve the above object, by an ink jet method specifically binds to a target substance. A liquid composition for discharging a possible probe by an inkjet method, comprising a probe, urea, glycerin, thiodiglycol, and acetylene alcohol represented by the following general formula (I). Is:

【0015】[0015]

【化2】 Embedded image

【0016】(上記式中、R1、R2、R3及びR4はアル
キル基を表わし、mおよびnは夫々整数を表わし、m=
0かつn=0、もしくは1≦m+n≦30であって、m
+n=1の場合はmまたはnは0である。) 上記態様にかかるスポッティング方法を用いることによ
ってプローブを固相上に正確に、且つ効率的に付与する
ことができ、プローブアレイを効率的に製造することが
出来るものである。
(Wherein R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent an alkyl group, m and n each represent an integer, and m =
0 and n = 0 or 1 ≦ m + n ≦ 30, and m
When + n = 1, m or n is 0. By using the spotting method according to the above aspect, a probe can be accurately and efficiently provided on a solid phase, and a probe array can be efficiently manufactured.

【0017】また本発明の一実施態様にかかるプローブ
アレイは、固相表面の複数の部位に互いに独立している
プローブのスポットを1平方インチ内に10000個以
上の密度で備えていることを特徴とするものである。上
記態様にかかるプローブアレイによればスポットを極め
て高密度に有していることから、少量の検体からでも多
くの情報を得ることができる。
Further, the probe array according to an embodiment of the present invention is characterized in that probe spots independent of each other are provided at a plurality of sites on the surface of the solid phase at a density of 10,000 or more per square inch. It is assumed that. Since the probe array according to the above aspect has spots at a very high density, much information can be obtained even from a small amount of sample.

【0018】また本発明の一実施態様にかかるプローブ
アレイの製造方法は、固相表面の複数の箇所に独立し
て、標的物質に対して特異的に結合可能であるプローブ
を含むスポットを有するプローブアレイの製造方法であ
って、該プローブを含む液体をインクジェット法を用い
て該固相表面の所定の位置に供給し、付着させる工程を
有することを特徴とするものである。この態様によれば
プローブを損なうことなしにスポットが高密度に配置さ
れたプローブアレイを効率的に製造することができるも
のである。
The method for producing a probe array according to one embodiment of the present invention is directed to a probe having a spot containing a probe capable of specifically binding to a target substance independently at a plurality of positions on a solid phase surface. A method for producing an array, comprising a step of supplying a liquid containing the probe to a predetermined position on the surface of the solid phase using an ink-jet method, and attaching the liquid to the predetermined position. According to this aspect, it is possible to efficiently manufacture a probe array in which spots are densely arranged without damaging the probe.

【0019】また上記の目的を達成することのできる、
本発明の一実施態様にかかる標的物質の検出方法は、サ
ンプル中に含まれている可能性のある標的物質に対して
特異的に結合するプローブを固相上に互いに独立した複
数のスポットとして有するプローブアレイの各々のスポ
ットと該サンプルとを接触させ、該固相上にて該標的物
質及びプローブとの反応物を検出して該サンプル中の該
標的物質の有無を検出する方法において、該スポットの
各々が、該プローブを含む液体をインクジェット法によ
って固相上にスポッティングすることによって形成され
たものであることを特徴とするものである。この態様に
よれば標的物質を効率的に検出することができるもので
ある。
The above object can be achieved.
The method for detecting a target substance according to one embodiment of the present invention includes, as a plurality of spots independent of each other, a probe that specifically binds to a target substance that may be contained in a sample on a solid phase. A method of contacting each sample of the probe array with the sample, detecting a reaction product of the target substance and the probe on the solid phase to detect the presence or absence of the target substance in the sample, Are formed by spotting a liquid containing the probe on a solid phase by an ink-jet method. According to this aspect, the target substance can be efficiently detected.

【0020】更に上記の目的を達成することのできる、
本発明の一実施態様にかかる標的物質の構造の特定化方
法は、試料中に含まれる標的物質の構造を特定する方法
であって、固相表面に該特定の物質に対して特異的に結
合するプローブのスポットを備えたプローブアレイを用
意する工程;該試料を該スポットに接触させる工程;及
び該標的物質と該プローブとの結合を検出する工程、を
有することを特徴とするものである。この態様を用いる
ことによって少量の検体からでも該検体中の標的物質の
構造、例えば標的物質が一本鎖核酸の場合にはその塩基
配列の特定を効率的に行なうことができるものである。
Further, the above object can be achieved.
The method for specifying the structure of a target substance according to one embodiment of the present invention is a method for specifying the structure of a target substance contained in a sample, which specifically binds to the specific substance on a solid phase surface. A step of preparing a probe array having spots of probes to be performed; a step of bringing the sample into contact with the spots; and a step of detecting the binding between the target substance and the probes. By using this embodiment, the structure of the target substance in a small amount of a sample, for example, when the target substance is a single-stranded nucleic acid, can be used to efficiently specify the base sequence thereof.

【0021】なおUSP5601980号公報には核酸
プローブのスポッティングにはコンベンショナルなイン
クジェット技術を用いることは適当でないと認定されて
いる。即ちUSP5601980号公報の第2欄の第3
1行〜第52行目には、圧力波(pressure wave)によ
って少量のインクを吐出させるインクジェットプリンタ
技術の利用が適当でないと記載され、その理由としてイ
ンク吐出の為の圧力波がインク温度の急激な温度上昇を
招き、核酸プローブに損傷を与える可能性が有り、また
吐出時のインクの飛び散りが隣接する核酸プローブのス
ポット同士のコンタミネーションを引き起こす危険性を
挙げている。その上でUSP5601980号公報にお
いては、ガス圧を利用してマイクロピペットの先端に核
酸プローブを含む液体の滴を、該滴のサイズをモニター
しつつ形成させ、所定のサイズに達した時点で圧力印加
を止め、該滴を固相上に供給してプローブアレイを製造
する方法を開示している。
US Pat. No. 5,601,980 recognizes that it is not appropriate to use a conventional ink jet technique for spotting a nucleic acid probe. That is, the third column in the second column of US Pat.
Lines 1 to 52 describe that it is not appropriate to use the ink jet printer technology for discharging a small amount of ink by a pressure wave, because the pressure wave for discharging the ink is caused by a sudden increase in the ink temperature. This raises the risk of causing an excessive temperature rise, possibly damaging the nucleic acid probe, and the danger of scattering of ink at the time of ejection causing contamination between spots of adjacent nucleic acid probes. Further, in US Pat. No. 5,601,980, a droplet of a liquid containing a nucleic acid probe is formed at the tip of a micropipette while monitoring the size of the droplet by using gas pressure, and pressure is applied when the droplet reaches a predetermined size. And manufacturing a probe array by supplying the droplets onto a solid phase.

【0022】またUSP5474796号公報には、固
相表面に疎水性及び親水性のマトリクスを形成し、その
親水性部分に4種類の塩基をピエゾエレクトリックイン
パルスジェットポンプ装置(Piezoelectric Impulse Je
t Pump Apparatus)を用いて順次吐出せしめて、オリゴ
ヌクレオチドアレイを製造すること、そしてそれを用い
て標的核酸の塩基配列を決定する方法が開示されてい
る。
In US Pat. No. 5,474,796, a hydrophobic and hydrophilic matrix is formed on the surface of a solid phase, and four types of bases are added to the hydrophilic portion of the matrix by a piezoelectric impulse jet pump device.
t Pump Apparatus) to produce an oligonucleotide array by sequential ejection, and a method for determining a base sequence of a target nucleic acid using the oligonucleotide array.

【0023】しかしこれらの先行技術には、予め所定の
長さの塩基配列を有する核酸プローブをインクジェット
技術を用いて吐出させて、核酸プローブを高密度に、且
つ正確に配列せしめる技術については何ら開示されてい
ない。
However, none of these prior arts discloses a technique of discharging a nucleic acid probe having a base sequence of a predetermined length in advance by using an ink jet technique to arrange nucleic acid probes with high density and accuracy. It has not been.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】(プローブアレイ製法概略)図1
及び図2は本発明に係るプローブアレイ、例えば核酸プ
ローブアレイの製造方法の概略説明図である。図1にお
いて101は吐出液としてのプローブ、例えば核酸プロ
ーブを含む液体を吐出可能に保持している液体供給系
(ノズル)、103は該核酸プローブが結合されるべき
固相(例えば透明ガラス板等)、105はインクジェッ
トヘッドの一種である、該液体に熱エネルギーを付与し
て吐出させる機構を備えるバブルジェットヘッドであ
る。104はバブルジェット(登録商標)ヘッド105
から吐出された核酸プローブを含む液体である。また図
2は、図1のバブルジェットヘッド105のA−A線断
面図であり、図2において105はバブルジェットヘッ
ド、107は吐出されるべき核酸プローブを含む液体、
そして117は該液体に吐出エネルギーを付与する発熱
部を有する基板部分である。基板部分117は、酸化シ
リコン等で形成されている保護膜109、アルミニウム
等で形成されている電極111−1、111−2、ニク
ロム等で形成されている発熱抵抗体層113、蓄熱層1
15及び放熱性の良好なアルミナ等で形成されている支
持体116を含んでいる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Outline of Probe Array Manufacturing Method) FIG.
2 and FIG. 2 are schematic illustrations of a method for producing a probe array, for example, a nucleic acid probe array according to the present invention. In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a liquid supply system (nozzle) which holds a probe as a discharge liquid, for example, a liquid containing a nucleic acid probe, and 103 denotes a solid phase (for example, a transparent glass plate or the like) to which the nucleic acid probe is to be bound. ) And 105 are bubble jet heads each of which is a kind of an ink jet head and has a mechanism for applying thermal energy to the liquid and discharging the liquid. 104 is a bubble jet (registered trademark) head 105
This is a liquid containing a nucleic acid probe discharged from. FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the bubble jet head 105 of FIG. 1. In FIG. 2, reference numeral 105 denotes a bubble jet head; 107, a liquid containing a nucleic acid probe to be discharged;
Reference numeral 117 denotes a substrate portion having a heat generating portion for applying discharge energy to the liquid. The substrate portion 117 includes a protective film 109 formed of silicon oxide or the like, electrodes 111-1 and 111-2 formed of aluminum or the like, a heating resistor layer 113 formed of nichrome or the like, and a heat storage layer 1.
15 and a support 116 made of alumina or the like having good heat dissipation.

【0025】核酸プローブを含む液体107は吐出オリ
フィス(吐出口)119まできており、所定の圧力によ
ってメニスカス121を形成している。ここで電極11
1−1、111−2に電気信号が加わると、123で示
す領域(発泡領域)が急激に発熱し、ここに接している
液体107に気泡が発生し、その圧力でメニスカスが吐
出し、オリフィス119から液体107が吐出し、固相
103の表面に向って飛翔する。このような構造を備え
るバブルジェットヘッドを用いて吐出可能な液体の量
は、そのノズルのサイズ等によって異なるが、例えば4
〜50ピコリットル程度に制御することが可能であり、
高密度に核酸プローブを配置させる手段として極めて有
効である。 (吐出液と固相の関係) (固相上でのスポット直径)核酸プローブの固相上での
密度を上記した様な値(例えば1インチ各に10000
個以上、上限としては1×106 個程度)にするために
は各々の核酸プローブのスポット径は、例えば20〜1
00μm程度であることが好ましく、また互いのスポッ
トが互いに独立していることが好ましい。そしてこのよ
うなスポットは、バブルジェットヘッドから吐出される
液体の特性、及び該液体が付着する固相の表面特性等に
よって決定される。
The liquid 107 containing the nucleic acid probe has a discharge orifice (discharge port) 119, and forms a meniscus 121 by a predetermined pressure. Here electrode 11
When an electric signal is applied to 1-1 and 111-2, an area (foaming area) indicated by 123 rapidly generates heat, bubbles are generated in the liquid 107 in contact with the area, and the meniscus is discharged by the pressure, and the orifice is discharged. The liquid 107 is discharged from 119 and flies toward the surface of the solid phase 103. The amount of liquid that can be ejected using a bubble jet head having such a structure varies depending on the size of the nozzle and the like.
It can be controlled to about 50 picoliters,
This is extremely effective as a means for arranging nucleic acid probes at high density. (Relation between ejected liquid and solid phase) (Spot diameter on solid phase) Density of nucleic acid probe on solid phase is as described above (for example, 10000 for each inch)
(The upper limit is about 1 × 10 6 ), the spot diameter of each nucleic acid probe is, for example, 20 to 1
It is preferably about 00 μm, and the spots are preferably independent of each other. Such spots are determined by the characteristics of the liquid ejected from the bubble jet head, the surface characteristics of the solid phase to which the liquid adheres, and the like.

【0026】(吐出液の特性)吐出用の液体としては、
バブルジェットヘッドから吐出可能であって、且つヘッ
ドから吐出された該液体が固相上の所望の位置に着弾
し、更に核酸プローブとの混合状態、及び吐出時におい
て該核酸プローブが損傷を受けなければいかなる液体で
も用いることができる。
(Characteristics of Discharged Liquid) As the liquid for discharge,
The liquid can be ejected from the bubble jet head, and the liquid ejected from the head lands at a desired position on the solid phase. Further, the nucleic acid probe is not damaged in a mixed state with the nucleic acid probe and at the time of ejection. Any liquid can be used.

【0027】そしてバブルジェットヘッドからの吐出性
という観点からは、該液体の特性としては例えば、その
粘度が1〜15cps、表面張力が30dyn/cm以
上が好ましい。また粘度を1〜5cps、表面張力を3
0〜50dyn/cmとした場合、固相上での着弾位置
が極めて正確なものとなり特に好適に用いられる。
From the viewpoint of dischargeability from the bubble jet head, the liquid preferably has, for example, a viscosity of 1 to 15 cps and a surface tension of 30 dyn / cm or more. The viscosity is 1-5 cps and the surface tension is 3
When it is 0 to 50 dyn / cm, the impact position on the solid phase becomes extremely accurate, and it is particularly preferably used.

【0028】次に該液体のインクジェット吐出特性、及
び液体中及びバブルジェット吐出時の核酸プローブの安
定性を考慮すると、液体中には例えば2mer〜500
0mer、特には2mer〜60merの核酸プローブ
を、0.05〜500μM、特には2〜50μMの濃度
で含有させることが好ましい。
Next, in consideration of the ink jet discharge characteristics of the liquid and the stability of the nucleic acid probe in the liquid and at the time of the bubble jet discharge, for example, 2 mer to 500
It is preferable that a nucleic acid probe of 0 mer, particularly 2 mer to 60 mer is contained at a concentration of 0.05 to 500 µM, particularly 2 to 50 µM.

【0029】(吐出液組成)バブルジェットヘッドから
吐出される液体の組成としては、上記した様に核酸プロ
ーブと混合したとき、及びバブルジェットヘッドから吐
出させたときに核酸プローブに対して影響を実質的に与
えないものであって、且つバブルジェットヘッドを用い
て固相に対して正常に吐出可能である液体組成が好まし
い条件を満たせば、特に限定されるものでないが、例え
ばグリセリン、尿素、チオジグリコール又はエチレング
リコール、イソプロピルアルコール及び下記式(I)で
示されるアセチレンアルコールを含む液体は好ましいも
のである。
(Composition of Discharged Liquid) The composition of the liquid discharged from the bubble jet head has a substantial effect on the nucleic acid probe when mixed with the nucleic acid probe as described above and when discharged from the bubble jet head. The liquid composition is not particularly limited as long as the liquid composition satisfies the preferable conditions and the liquid composition that can be normally ejected to the solid phase using a bubble jet head satisfies the preferable conditions, for example, glycerin, urea, and thiol. A liquid containing diglycol or ethylene glycol, isopropyl alcohol and acetylene alcohol represented by the following formula (I) is preferable.

【0030】[0030]

【化3】 Embedded image

【0031】(上記式(I)中、R1、R2、R3及びR4
はアルキル基、具体的には例えば炭素数1〜4の直鎖状
または分岐鎖状のアルキル基を表わし、m及びnは各々
整数を表わし、m=0且つn=0、もしくは1≦m+n
≦30であって、m+n=1の場合はmまたはnは0で
ある。) 更に具体的には尿素を5〜10wt%、グリセリンを5
〜10wt%、チオジグリコールを5〜10wt%、及
び上記式(I)で示されるアセチレンアルコールを0.
02〜5wt%、より好ましくは0.5〜1wt%を含
む液体が好適に用いられる。
(In the above formula (I), R 1 , R 2 , R 3 and R 4
Represents an alkyl group, specifically, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, m and n each represent an integer, and m = 0 and n = 0, or 1 ≦ m + n
When ≦ 30 and m + n = 1, m or n is 0. More specifically, 5-10 wt% of urea and 5% of glycerin
-10% by weight, 5-10% by weight of thiodiglycol, and 0.1% by weight of the acetylene alcohol represented by the above formula (I).
A liquid containing 02 to 5 wt%, more preferably 0.5 to 1 wt% is suitably used.

【0032】この液体を用いた場合、バブルジェットヘ
ッドから核酸プローブを含む液体を吐出させて固相上に
付着させたときのスポットの形状が円形で、また吐出さ
れた範囲が広がることがなく、高密度に核酸プローブを
スポッティングした場合にも、隣接するスポットとの連
結を有効に抑えることができる。更に固相上にスポッテ
ィングされた核酸プローブの変質も認められない。なお
本発明の核酸プローブアレイの製造に用いる液体の特性
は上記のものに限定されるものではない。例えば固相表
面に、バブルジェットヘッドで固相上に付与した液体
が、該固相上で広がり、そして隣接するスポットとの間
で混合してしまうのを防ぐような、ウェルのような構造
を設けた場合には、液体の粘度や表面張力、更には核酸
プローブの塩基長や濃度も上記の範囲外であっても用い
ることができる。
When this liquid is used, when a liquid containing a nucleic acid probe is ejected from a bubble jet head and deposited on a solid phase, the spot has a circular shape, and the ejected area does not expand. Even when a nucleic acid probe is spotted at a high density, the connection with an adjacent spot can be effectively suppressed. Further, no alteration of the nucleic acid probe spotted on the solid phase is observed. The properties of the liquid used for producing the nucleic acid probe array of the present invention are not limited to those described above. For example, a well-like structure that prevents a liquid applied on a solid phase by a bubble jet head on the solid phase surface from spreading on the solid phase and mixing with an adjacent spot is used. In the case where it is provided, it can be used even if the viscosity and surface tension of the liquid, as well as the base length and concentration of the nucleic acid probe are out of the above ranges.

【0033】(固相と核酸の官能基の種類)固相上に付
着せしめた核酸プローブのスポットを更に限定された位
置に止めさせ、隣接するスポットとのコンタミネーショ
ンをより確実に防ぐ為に有効であり、かつ核酸プローブ
を固相上に強固に結合させるのに有効な手段として、核
酸プローブと固相との双方に互いに反応可能な官能基を
結合させる方法が挙げられる。
(Types of functional groups of solid phase and nucleic acid) Effective for stopping the spot of nucleic acid probe attached on the solid phase at a further limited position to more reliably prevent contamination with adjacent spots. As an effective means for firmly binding a nucleic acid probe to a solid phase, there is a method of binding functional groups capable of reacting with each other to both the nucleic acid probe and the solid phase.

【0034】(SH基とマレイミド基)好ましい例とし
ては例えば、マレイミド基とチオール(−SH)基との
組合わせを用いる例が挙げられる。即ち核酸プローブの
末端にチオール(−SH)基を結合させておき、固相表
面がマレイミド基を有するように処理しておくことで、
固相表面に供給された核酸プローブのチオール基と固相
表面のマレイミド基とが反応して核酸プローブを固定化
し、その結果核酸プローブのスポットを固相上の所定の
位置に形成することができる。特に末端にチオール基を
有する核酸プローブを上記した組成の液体に溶解させた
ものをバブルジェットヘッドを用いてマレイミド基を導
入した固相表面に付与した場合、核酸プローブ溶液は固
相上に極めて小さなスポットを形成する。その結果、核
酸プローブの小さなスポットを固相表面の所定の位置に
形成することができる。この場合、固相表面に例えば親
水性及び疎水性のマトリクスからなるウェルを形成し、
スポット間の連結を防止する様な構成を予め設けておく
必要性は認められない。
(SH group and maleimide group) Preferred examples include, for example, an example using a combination of a maleimide group and a thiol (-SH) group. That is, by attaching a thiol (-SH) group to the end of the nucleic acid probe and treating the solid phase surface so as to have a maleimide group,
The thiol group of the nucleic acid probe supplied to the solid phase surface reacts with the maleimide group of the solid phase surface to immobilize the nucleic acid probe, so that a spot of the nucleic acid probe can be formed at a predetermined position on the solid phase. . Particularly when a nucleic acid probe having a thiol group at the end dissolved in a liquid having the above composition is applied to the surface of a solid phase in which a maleimide group is introduced using a bubble jet head, the nucleic acid probe solution is extremely small on the solid phase. Form spots. As a result, a small spot of the nucleic acid probe can be formed at a predetermined position on the surface of the solid phase. In this case, for example, a well composed of a hydrophilic and hydrophobic matrix is formed on the solid phase surface,
It is not necessary to provide a configuration for preventing connection between spots in advance.

【0035】例えば塩基長18merの核酸プローブを
濃度8μMで含む、粘度や表面張力が前記した範囲内と
なるように調整した液体を、バブルジェットプリンタ
(商品名:BJC620;キヤノン(株)社製、但し平
板に印字可能に改造したもの)を用いて、固相とバブル
ジェットヘッドのノズルの間隔を1.2〜1.5mm程
度に設定し、該ノズルから吐出させた場合(吐出量は約
24ピコリットル)、固相上には直径約70〜100μ
m程度のスポットを形成することができ、また液体が固
相表面に着弾したときの飛沫に由来するスポット(以降
「サテライトスポット」と称する)は目視では全く認め
られなかった。該固相上のマレイミド基と核酸プローブ
末端のSH基との反応は、吐出される液体の条件にもよ
るが、室温(25℃)下で30分程度で完了する。なお
この時間は液体の吐出にピエゾジェットヘッドを用いた
場合と比較して短い。その理由は明らかでないが、バブ
ルジェット法ではその原理によりヘッド内の核酸プロー
ブを含む液体の温度が上昇し、その結果マレイミド基と
チオール基の反応効率が上昇して反応時間が短縮される
ものと考えられる。
For example, a liquid containing a nucleic acid probe having a base length of 18 mer at a concentration of 8 μM and having its viscosity and surface tension adjusted to fall within the above-mentioned ranges is supplied to a bubble jet printer (trade name: BJC620; manufactured by Canon Inc.). However, when the distance between the solid phase and the nozzle of the bubble jet head is set to about 1.2 to 1.5 mm by using a plate which has been modified so as to allow printing on a flat plate and the nozzle is ejected (the ejection amount is about 24 Picoliter), about 70-100μ in diameter on the solid phase
m spots could be formed, and no spots (hereinafter, referred to as “satellite spots”) derived from droplets when the liquid landed on the solid phase surface were visually observed. The reaction between the maleimide group on the solid phase and the SH group at the end of the nucleic acid probe is completed in about 30 minutes at room temperature (25 ° C.), depending on the conditions of the liquid to be discharged. This time is shorter than the case where a piezo jet head is used for discharging the liquid. Although the reason is not clear, in the bubble jet method, the temperature of the liquid containing the nucleic acid probe in the head increases due to the principle, and as a result, the reaction efficiency between the maleimide group and the thiol group increases, and the reaction time is shortened. Conceivable.

【0036】なお、マレイミド基とチオール基との組合
せを用いる場合、核酸プローブを含む溶液にチオジグリ
コールを含有させることが好ましい。チオール基は中性
及び弱アルカリ性条件下ではジスルフィド結合(−S−
S−)を形成し、二量体をなることがある。しかし、チ
オジグリコールを加えることで、二量体形成によるチオ
ール基とマレイミド基との反応性の低下を防ぐことがで
きる。
When a combination of a maleimide group and a thiol group is used, it is preferable that the solution containing the nucleic acid probe contains thiodiglycol. The thiol group forms a disulfide bond (-S- under neutral and weak alkaline conditions).
S-) may be formed to form a dimer. However, the addition of thiodiglycol can prevent a decrease in the reactivity between the thiol group and the maleimide group due to dimer formation.

【0037】固相表面へのマレイミド基の導入方法とし
ては、種々の方法が利用できるが、例えばガラス基板に
アミノシランカップリング剤を反応させ、次にそのアミ
ノ基と下記構造式で示されるN−(6−マレイミドカプ
ロイロキシ)スクシイミド(N-(6-Maleimidocaproylox
y)succinimide)を含む試薬(EMCS試薬:Doji
n社製)とを反応させることで可能である。
Various methods can be used to introduce a maleimide group onto the surface of the solid phase. For example, a glass substrate is reacted with an aminosilane coupling agent, and then the amino group is reacted with an N-type compound represented by the following structural formula. (6-maleimidocaproyloxy) succinimide (N- (6-Maleimidocaproylox)
y) Reagent containing succinimide) (EMCS reagent: Doji)
(manufactured by n company).

【0038】[0038]

【化4】 Embedded image

【0039】またチオール基が結合した核酸プローブ
は、例えばDNA自動合成機を用いてDNAを自動合成
する際に5’末端の試薬として5’−Thiol−Mo
difierC6(Glen Research社製)を用いる事に
より合成することができ、通常の脱保護反応の後、高速
液体クロマトグラフィーにより精製することで得られ
る。
The nucleic acid probe to which the thiol group is bonded can be used as a 5′-terminal reagent when automatically synthesizing DNA using, for example, an automatic DNA synthesizer.
The compound can be synthesized by using differentiator C6 (manufactured by Glen Research), and can be obtained by purification by high performance liquid chromatography after a usual deprotection reaction.

【0040】(アミノ基とエポキシ基)固定化に利用す
る官能基の組合わせとしては、上記したチオール基とマ
レイミド基の組合わせ以外にも、例えばエポキシ基(固
相上)とアミノ基(核酸プローブ末端)の組合わせ等が
挙げられる。固相表面へのエポキシ基の導入は、例えば
エポキシ基を有するポリグリシジルメタクリレートを樹
脂からなる固相表面に塗布したり、エポキシ基を有する
シランカップリング剤をガラス製の固相表面に塗布して
ガラスと反応させる方法等が挙げられる。
(Amino group and epoxy group) Examples of combinations of functional groups used for immobilization include, in addition to the combination of thiol group and maleimide group described above, for example, epoxy group (on solid phase) and amino group (nucleic acid). Probe end). The introduction of an epoxy group to the surface of the solid phase can be performed, for example, by applying polyglycidyl methacrylate having an epoxy group to a solid surface made of a resin, or applying a silane coupling agent having an epoxy group to a glass solid surface. A method of reacting with glass is exemplified.

【0041】上記したように固相表面と一本鎖核酸プロ
ーブの末端とに互いに反応して共有結合を形成するよう
な官能基を導入した場合、該核酸プローブと固相とがよ
り強固に結合される。また該核酸プローブの固相との結
合部位を常に末端とすることができる為、各々のスポッ
トでの核酸プローブの状態を均一にすることができる。
その結果各々のスポットにおける核酸プローブと標的核
酸とのハイブリダイゼーションの条件が揃うこととな
り、より一層精度の向上した標的核酸の検出や塩基配列
の特定が可能となるものと考えられる。更に末端に官能
基のついた核酸プローブと固相とを共有結合させる事
は、非共有結合(例えば静電的な結合等)によって固相
上に固定した核酸プローブに比べ、配列や長さの違いに
よるプローブDNAの結合量の差を生じることなく定量
的にプローブアレイを作製できる。更にまた核酸の塩基
配列部分が全てハイブリダイゼーション反応に寄与する
為、ハイブリダイゼーション反応の効率を著しく上昇さ
せる事ができる。また一本鎖核酸プローブの標的核酸と
のハイブリダイゼーションに関与する部分と固相との反
応に関与する官能基との間にリンカー部分として例えば
炭素数1〜7程度のアルキレン基を導入しておいても良
い。これによって固相に核酸プローブを結合させたとき
に該固相表面と該核酸プローブとの間に所定の距離を設
けることができ、核酸プローブと標的核酸との反応効率
のより一層の向上が期待できる。
As described above, when a functional group which reacts with each other to form a covalent bond on the surface of the solid phase and the end of the single-stranded nucleic acid probe is introduced, the nucleic acid probe and the solid phase are more strongly bound to each other. Is done. In addition, since the binding site of the nucleic acid probe to the solid phase can always be at the end, the state of the nucleic acid probe at each spot can be made uniform.
As a result, the conditions for hybridization between the nucleic acid probe and the target nucleic acid at each spot are made uniform, and it is considered that detection of the target nucleic acid and identification of the base sequence with further improved accuracy can be performed. In addition, covalently bonding a nucleic acid probe having a functional group at its end to a solid phase has a greater sequence and length than a nucleic acid probe immobilized on a solid phase by non-covalent bonding (eg, electrostatic bonding). A probe array can be prepared quantitatively without causing a difference in the amount of probe DNA bound due to the difference. Furthermore, since the entire nucleotide sequence of the nucleic acid contributes to the hybridization reaction, the efficiency of the hybridization reaction can be significantly increased. Further, for example, an alkylene group having about 1 to 7 carbon atoms is introduced as a linker between a portion of the single-stranded nucleic acid probe involved in hybridization with the target nucleic acid and a functional group involved in the reaction with the solid phase. May be. This makes it possible to provide a predetermined distance between the surface of the solid phase and the nucleic acid probe when the nucleic acid probe is bound to the solid phase, and is expected to further improve the reaction efficiency between the nucleic acid probe and the target nucleic acid. it can.

【0042】(アレイの製法)次に本発明に係るプロー
ブアレイの製造方法の、現状における最も好ましい態様
の一つについて説明する。まず核酸プローブを分散させ
る液体としてグリセリン7.5wt%、尿素7.5wt
%、チオジグリコール7.5wt%、上記一般式(I)
で示される構造のアセチレンアルコール(例えば商品
名:アセチレノールEH;川研ファインケミカル(株)
社製)1wt%を含む液体を用意する。次に末端にチオ
ール基が結合している、長さが例えば2〜5000me
r程度、特には2〜60mer程度の一本鎖核酸プロー
ブをDNA自動合成機を用いて合成する。次いでこの核
酸プローブを上記液体に、例えば濃度が0.05〜50
0μM、特には2〜50μMの範囲で、該液体の粘度が
1〜15cps、特には1〜5cps、また表面張力が
30dyn/cm以上、特には30〜50dyn/cm
となるように混合し、吐出用の液体とする。そしてこの
吐出用液体を例えばバブルジェットヘッドのノズル内に
充填する。また固相には上記の方法に従って表面にマレ
イミド基を導入しておく。そして該固相と該バブルジェ
ットヘッドを、該固相のマレイミド基が結合している面
とバブルジェットヘッドのノズル面との距離が1.2〜
1.5mm程度にまで近接させ、該バブルジェットヘッ
ドを駆動させて該液体を吐出させる。ここで吐出条件と
しては固相上のスポットが互いに連結することがないよ
うな印字パターンに設定することが好ましい。例えばス
ポッティングに用いるバブルジェットヘッドの解像度が
360×720dpiの場合には、360dpiの方向
には1回吐出後2回空吐出させ、720dpiの方向に
は1回吐出後5回空吐出させるという条件でスポッティ
ングした場合、各々のスポット間のスペースは約100
μmとなり、隣接するスポットとのコンタミネーション
を十分に防ぐことが可能である。
(Manufacturing Method of Array) Next, one of the presently most preferable embodiments of the manufacturing method of the probe array according to the present invention will be described. First, 7.5 wt% of glycerin and 7.5 wt% of urea are used as a liquid for dispersing the nucleic acid probe.
%, Thiodiglycol 7.5 wt%, the above general formula (I)
Acetylene alcohol having a structure represented by the following formula (for example, trade name: acetylenol EH; Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.)
A liquid containing 1 wt% (produced by the company) is prepared. Next, a thiol group is bonded to the terminal, and the length is, for example, 2 to 5000 me.
A single-stranded nucleic acid probe of about r, especially about 2 to 60 mer is synthesized using an automatic DNA synthesizer. Next, the nucleic acid probe is added to the liquid, for example, at a concentration of 0.05 to 50.
In the range of 0 μM, particularly 2 to 50 μM, the viscosity of the liquid is 1 to 15 cps, especially 1 to 5 cps, and the surface tension is 30 dyn / cm or more, particularly 30 to 50 dyn / cm.
To obtain a liquid for ejection. Then, the ejection liquid is filled into, for example, a nozzle of a bubble jet head. Further, a maleimide group is introduced into the surface of the solid phase in accordance with the above method. Then, the distance between the surface of the solid phase and the bubble jet head, to which the maleimide group of the solid phase is bonded, and the nozzle surface of the bubble jet head are 1.2 to 2.0.
The bubble jet head is driven close to about 1.5 mm to discharge the liquid. Here, it is preferable that the ejection conditions are set to a print pattern such that the spots on the solid phase are not connected to each other. For example, when the resolution of the bubble jet head used for spotting is 360 × 720 dpi, the ejection is performed once in the direction of 360 dpi, then the ejection is performed twice, and in the direction of 720 dpi, the ejection is performed once and the ejection is performed five times. When spotting, the space between each spot is about 100
μm, and contamination with adjacent spots can be sufficiently prevented.

【0043】次いで固相上のマレイミド基と液体中の核
酸プローブのチオール基の反応が進み、該核酸プローブ
が固相に確実に固定されるまで該固相を例えば加湿チャ
ンバー内に静置する。この時間は上記したように例えば
室温(約25℃)で30分程度で十分である。その後固
相上にあって未反応の核酸プローブを洗い流して核酸プ
ローブアレイが得られる。
Next, the reaction between the maleimide group on the solid phase and the thiol group of the nucleic acid probe in the liquid proceeds, and the solid phase is allowed to stand, for example, in a humidified chamber until the nucleic acid probe is securely fixed to the solid phase. As described above, for example, about 30 minutes at room temperature (about 25 ° C.) is sufficient. Thereafter, unreacted nucleic acid probes on the solid phase are washed away to obtain a nucleic acid probe array.

【0044】ここでこの核酸プローブアレイを用いて、
例えば標的核酸の検出等を行なう場合の検出精度(S/
N比)の向上を図ることを目的として、該核酸プローブ
を固相表面に固定した後、該固相の核酸プローブ非結合
部分がサンプル中に含まれる標的核酸等と結合しないよ
うにブロッキングを行なうことが好ましい。ブロッキン
グは例えば、該固相を2%ウシ血清アルブミン水溶液中
に、例えば2時間程度浸したり、固相表面の核酸プロー
ブと結合していないマレイミド基を分解させることによ
って可能である。例えばDTT(ジチオスレイトー
ル)、β−メルカプトエタノール等を用いても可能であ
る。しかし、標識DNAの吸着を防ぐ効果からすると、
ウシ血清アルブミン水溶液が最も適する。尚このブロッ
キングの工程は必要に応じて行なえば良く、例えばサン
プルの該プローブアレイへの供給を各々のスポットに対
して限定的に行ない、スポット以外の部位へのサンプル
の付着が実質的にない場合には行なわなくても良い。ま
た固相に予めウェルが形成され、そのウェル以外の部分
が核酸プローブが付着し難い様に加工されている場合に
もブロッキングの工程を省略することができる。
Here, using this nucleic acid probe array,
For example, the detection accuracy (S /
For the purpose of improving the N ratio), after the nucleic acid probe is immobilized on the solid phase surface, blocking is performed so that the nucleic acid probe non-binding portion of the solid phase does not bind to the target nucleic acid or the like contained in the sample. Is preferred. The blocking can be performed, for example, by immersing the solid phase in a 2% bovine serum albumin aqueous solution, for example, for about 2 hours, or by decomposing a maleimide group that is not bonded to the nucleic acid probe on the surface of the solid phase. For example, DTT (dithiothreitol), β-mercaptoethanol, or the like can be used. However, in view of the effect of preventing the adsorption of the labeled DNA,
Bovine serum albumin aqueous solution is most suitable. This blocking step may be performed as needed.For example, when the supply of the sample to the probe array is limited to each spot and the sample does not substantially adhere to a site other than the spot. May not be performed. Also, the blocking step can be omitted when a well is formed in advance on the solid phase and a portion other than the well is processed so that the nucleic acid probe is hardly attached thereto.

【0045】この様にして作製するプローブアレイはそ
の用途に応じて、例えば同じ核酸プローブを含む複数の
スポットを有するように構成してもよく、また異種の核
酸プローブを各々含む複数のスポットを有する様に構成
してもよい。そしてこの様な方法によって核酸プローブ
が高密度に配置されたプローブアレイは、その後標的一
本鎖核酸の検出や、塩基配列の特定等に用いられる。例
えばサンプル中に含まれている可能性のある、塩基配列
が既知の標的一本鎖核酸の検出に用いる場合には、該標
的一本鎖核酸の塩基配列に対して相補的な塩基配列を有
する一本鎖核酸をプローブとして用い、該プローブを含
む複数のスポットが固相上に配置されているプローブア
レイを用意し、該プローブアレイの各々のスポットに、
サンプルを供給して該標的一本鎖核酸と核酸プローブと
がハイブリダイズするような条件下に置いた後、各々の
スポットにおけるハイブリッドの有無を蛍光検出等の既
知の方法で検出する。それによってサンプル中の標的物
質の有無の検出を行なうことができる。またサンプル中
に含まれている標的一本鎖核酸の塩基配列の特定に用い
る場合には、該標的一本鎖核酸の塩基配列の複数の候補
を設定し、該塩基配列群に対して各々相補的な塩基配列
を有する一本鎖核酸をプローブとして該固相にスポッテ
ィングする。次いで各々のスポットにサンプルを供給し
て該標的一本鎖核酸と核酸プローブとがハイブリダイズ
するような条件下に置いた後、各々のスポットにおける
ハイブリッドの有無を蛍光検出等の既知の方法で検出す
る。これにより標的一本鎖核酸の塩基配列の特定を行な
うことができる。また本発明に係わるプローブアレイの
他の用途としては、例えばDNA結合蛋白質が認識する
特異的な塩基配列のスクリーニングやDNAに結合する
性質を有する化学物質のスクリーニングへの適用が考え
られる。
The probe array prepared in this manner may have a plurality of spots containing the same nucleic acid probe, for example, or may have a plurality of spots each containing a different kind of nucleic acid probe, depending on its use. It may be configured as follows. The probe array in which nucleic acid probes are arranged at a high density by such a method is then used for detection of a target single-stranded nucleic acid, identification of a base sequence, and the like. For example, when used for detection of a target single-stranded nucleic acid having a known base sequence that may be contained in a sample, the base sequence has a base sequence complementary to the base sequence of the target single-stranded nucleic acid. Using a single-stranded nucleic acid as a probe, to prepare a probe array in which a plurality of spots containing the probe are arranged on a solid phase, to each spot of the probe array,
After supplying the sample and placing it under conditions such that the target single-stranded nucleic acid hybridizes with the nucleic acid probe, the presence or absence of a hybrid in each spot is detected by a known method such as fluorescence detection. Thereby, the presence or absence of the target substance in the sample can be detected. When used for specifying the base sequence of the target single-stranded nucleic acid contained in the sample, a plurality of candidates for the base sequence of the target single-stranded nucleic acid are set, and each candidate is complementary to the base sequence group. A single-stranded nucleic acid having a specific base sequence is spotted to the solid phase as a probe. Next, a sample is supplied to each spot, and the conditions are such that the target single-stranded nucleic acid and the nucleic acid probe are hybridized. Then, the presence or absence of a hybrid in each spot is detected by a known method such as fluorescence detection. I do. Thereby, the base sequence of the target single-stranded nucleic acid can be specified. Other uses of the probe array according to the present invention include, for example, screening of a specific base sequence recognized by a DNA-binding protein and screening of a chemical substance having a property of binding to DNA.

【0046】(インクジェットヘッドの種類)なお上記
の説明においては、核酸プローブの固相への付与をバブ
ルジェットヘッドで行なう構成のみを説明したが、本発
明においてはピエゾ素子の振動圧を利用してノズル内の
液体を吐出せしめるピエゾジェットヘッドを用いること
も可能である。しかし前記した様にバブルジェットヘッ
ドを用いた場合、固相への結合反応が短時間で完了し、
またDNAの二次構造も熱により解消されるため、次に
続くハイブリダイゼーション反応の効率をも上昇させる
ことができるという点で、バブルジェットヘッドは本発
明にとってより好適に用いられるインクジェットヘッド
である。
(Type of Inkjet Head) In the above description, only the configuration in which the nucleic acid probe is applied to the solid phase by the bubble jet head has been described. In the present invention, the vibration pressure of the piezo element is used. It is also possible to use a piezo jet head for discharging the liquid in the nozzle. However, when a bubble jet head is used as described above, the binding reaction to the solid phase is completed in a short time,
In addition, since the secondary structure of DNA is also eliminated by heat, the efficiency of the subsequent hybridization reaction can be increased, and the bubble jet head is an ink jet head more preferably used in the present invention.

【0047】更に2以上のスポット間で含有される核酸
プローブが異なる様に複数のヘッドを備えたインクジェ
ットヘッドを用いて複数のスポットを同時に固相上に形
成しても良い。 (PNA/DNA)ここまで、プローブの一例として核
酸プローブを用いて本発明を説明した。核酸プローブの
例としては、デオキシリボ核酸(DNA)プローブ、リ
ボ核酸(RNA)プローブ及びペプチド核酸(PNA)
プローブを含むものである。PNAはDNAに含まれる
4種の塩基(アデニン、グアニン、チミン、シトシン)
が糖−リン酸エステル主鎖ではなくてペプチド主鎖に結
合し、下記式(II)に示される様な構造を有する合成
オリゴヌクレオチドである。
Further, a plurality of spots may be simultaneously formed on the solid phase by using an ink jet head having a plurality of heads so that the nucleic acid probes contained between two or more spots are different. (PNA / DNA) The present invention has been described using a nucleic acid probe as an example of the probe. Examples of nucleic acid probes include deoxyribonucleic acid (DNA) probes, ribonucleic acid (RNA) probes, and peptide nucleic acids (PNA)
It includes a probe. PNA is the four bases contained in DNA (adenine, guanine, thymine, cytosine)
Is a synthetic oligonucleotide that binds not to the sugar-phosphate ester main chain but to the peptide main chain and has a structure as shown in the following formula (II).

【0048】[0048]

【化5】 Embedded image

【0049】(式中「Base」はDNAを構成する4
種類の塩基(アデニン、シトシン、チミン、グアニン)
の何れかを示す。またpはPNAの塩基長を表わす。) PNAは、例えばtBOC型固相合成法やFmoc型固
相合成法として知られている方法によって合成すること
ができる。そしてPNAはDNAやRNA等の天然のオ
リゴヌクレオチドと比較してヌクレアーゼやプロテアー
ゼ等の酵素に対する強い耐性を有し、血清中でも酵素的
開裂が殆ど、若しくは全く起らず安定である。また糖部
やリン酸基を有していない為、溶液のイオン強度の影響
を殆ど受けず、従ってPNAと標的一本鎖核酸とを反応
させる際の塩濃度等の調整を行なう必要がなく、更には
静電的な反発が無いためにDNAプローブと標的一本鎖
核酸とのハイブリッドやRNAプローブと標的一本鎖核
酸とのハイブリッドと比較してPNAと標的一本鎖核酸
とのハイブリッドのほうが熱安定性に優れているとも考
えられている。そしてこれらの特性から標的核酸の検出
や塩基配列の決定に用いるプローブとして有望なもので
ある。そして前記した本発明に係る核酸プローブアレイ
の製造方法は、核酸プローブとしてPNAプローブを適
用した場合にも有効であり、PNAプローブが高密度
に、且つ高精度に配置されたPNAプローブアレイを容
易に製造することができる。具体的には、例えばPNA
プローブを固相上の限定された位置に止めさせてプロー
ブアレイの高密度化を図る方法としてはDNAプローブ
やRNAプローブと同様に、PNAプローブの末端と固
相表面との各々に互いに反応性を有する官能基を導入す
る方法を用いることができ、反応性の基の好ましい組合
わせの一つは上述したのと同様のチオール基(PNA末
端)とマレイミド基(固相表面)の組合わせである。P
NA末端へのチオール基の導入は、例えばPNAプロー
ブのN末端(DNAの5’末端に相当)にチオール基を
含むシステイン(CH(NH2)(COOH)CH2SH)基等を導入する
ことで達成される。PNAプローブのN末端へのシステ
インの導入は、例えばPNAプローブのN末端のアミノ
基とシステインのカルボキシル基を反応させることによ
って行なうことができる。またPNAプローブのN末端
のアミノ基と例えばN2H(CH2)2O(CH2)2OCH2COOHのように
アミノ基及びカルボキシル基を有している様な適当なリ
ンカーのカルボキシル基とを反応させ、次いで該リンカ
ーのアミノ基とシステインのカルボキシル基とを反応さ
せることでリンカーを介してPNAプローブのN末端に
システインを結合させることもできる。この様にリンカ
ーを介して固相との結合基を導入した場合、PNAプロ
ーブの標的物質との反応部位を固相から所定の距離だけ
離間させることができ、ハイブリダイゼーション効率の
より一層の向上が期待される。
(In the formula, “Base” represents 4 which constitutes DNA.
Different bases (adenine, cytosine, thymine, guanine)
Is shown. P represents the base length of PNA. PNA can be synthesized, for example, by a method known as a tBOC-type solid-phase synthesis method or an Fmoc-type solid-phase synthesis method. PNA has stronger resistance to enzymes such as nucleases and proteases than natural oligonucleotides such as DNA and RNA, and is stable with little or no enzymatic cleavage in serum. In addition, since it does not have a sugar moiety or a phosphate group, it is hardly affected by the ionic strength of the solution. Furthermore, since there is no electrostatic repulsion, the hybrid of PNA and the target single-stranded nucleic acid is better than the hybrid of the DNA probe and the target single-stranded nucleic acid or the hybrid of the RNA probe and the target single-stranded nucleic acid. It is also considered to have excellent thermal stability. From these characteristics, it is promising as a probe used for detection of a target nucleic acid or determination of a base sequence. The above-described method for producing a nucleic acid probe array according to the present invention is also effective when a PNA probe is applied as a nucleic acid probe. Can be manufactured. Specifically, for example, PNA
As a method for increasing the density of the probe array by stopping the probe at a limited position on the solid phase, as in the case of the DNA probe and the RNA probe, the reactivity of the terminal of the PNA probe and the surface of the solid phase with each other is increased. A method of introducing a functional group can be used, and one preferable combination of reactive groups is a combination of a thiol group (PNA terminal) and a maleimide group (solid surface) as described above. . P
The introduction of a thiol group to the NA terminal is, for example, to introduce a cysteine (CH (NH 2 ) (COOH) CH 2 SH) group containing a thiol group at the N terminal of the PNA probe (corresponding to the 5 ′ terminal of DNA). Is achieved in. Introduction of cysteine to the N-terminal of the PNA probe can be performed, for example, by reacting the N-terminal amino group of the PNA probe with the carboxyl group of cysteine. The N-terminal amino group of the PNA probe and the carboxyl group of a suitable linker having an amino group and a carboxyl group such as N 2 H (CH 2 ) 2 O (CH 2 ) 2 OCH 2 COOH And then reacting the amino group of the linker with the carboxyl group of cysteine to bind cysteine to the N-terminal of the PNA probe via the linker. When a bonding group to a solid phase is introduced via a linker in this manner, the reaction site of the PNA probe with the target substance can be separated from the solid phase by a predetermined distance, and the hybridization efficiency can be further improved. Be expected.

【0050】またPNAはその塩基長によっては水に対
する溶解性が同じ塩基長のDNAと比較すると低い場合
があり、インクジェット吐出用の液体を調製する際には
PNAを予めトリフルオロ酢酸(例えば0.1wt%ト
リフルオロ酢酸水溶液等)等に溶解させた後、前記した
種々の溶媒を用いてインクジェット吐出に適合する特性
に調製することが好ましい。特にトリフルオロ酢酸に溶
解させておくことは、PNA末端のシステイン残基中の
チオール基の酸化によるシスチンへの変性を防ぎ、PN
Aのチオール基と固相表面のマレイミド基との反応効率
のより一層の向上を図る上で好ましい。またDNAプロ
ーブやRNAプローブの末端に導入したチオール基と固
相表面のマレイミド基の反応時間は前記した様に30分
(バブルジェットヘッドを用いた場合)で十分である
が、PNAの場合にはバブルジェットヘッドを用いた場
合であっても2時間程度反応させることが好ましい。
Depending on the base length of PNA, the solubility in water may be lower than that of DNA having the same base length. When preparing a liquid for ink jet discharge, PNA is preliminarily prepared with trifluoroacetic acid (for example, 0.1%). (1% by weight trifluoroacetic acid aqueous solution) or the like, and then it is preferable to use the above-described various solvents to adjust the characteristics to be suitable for inkjet discharge. In particular, dissolving in trifluoroacetic acid prevents denaturation to cystine by oxidation of the thiol group in the cysteine residue at the PNA terminal,
It is preferable to further improve the reaction efficiency between the thiol group of A and the maleimide group on the surface of the solid phase. The reaction time between the thiol group introduced into the terminal of the DNA probe or the RNA probe and the maleimide group on the solid phase surface is 30 minutes (when a bubble jet head is used) as described above. Even when a bubble jet head is used, the reaction is preferably performed for about 2 hours.

【0051】更にプローブとしては核酸プローブに限定
されず、検出・分析対象となるサンプル中の標的物質と
特異的に結合し得る物質、例えばレセプターと特異的に
結合可能なリガンド、リガンドと特異的に結合可能なレ
セプター、特定のアミノ酸配列を有するオリゴペプチド
またはポリペプチドと結合可能なオリゴペプチドやポリ
ペプチド、更にはタンパク質(例えば抗体、抗原、酵素
等)等をプローブとして用いることができる。この場
合、いずれも蛋白質に含まれているシステイン残基のS
H基を反応に利用することができる。
The probe is not limited to a nucleic acid probe, but may be a substance capable of specifically binding to a target substance in a sample to be detected or analyzed, for example, a ligand capable of specifically binding to a receptor, or a ligand capable of specifically binding to a ligand. Oligopeptides or polypeptides that can bind to a receptor that can bind, an oligopeptide or polypeptide having a specific amino acid sequence, and a protein (eg, an antibody, an antigen, an enzyme, or the like) can be used as a probe. In this case, each of the cysteine residues contained in the protein
H groups can be utilized in the reaction.

【0052】以上説明した様にインクジェット吐出プロ
セスを用いてプローブ溶液を固相に供給する工程を含む
プローブアレイの製造方法によれば、プローブアレイを
極めて容易に形成することができる。特に核酸プローブ
と固相表面との間で共有結合が形成される様に各々に官
能基を導入した場合には、固相表面に予めウェル等を有
しない、即ち実質的に平坦で且つ表面特性(水に対する
濡れ易さ等)が均一な固相を用いても隣接するスポット
同士が連結してしまうことがない。その結果核酸プロー
ブが精度良く、且つ高密度に配列された核酸プローブア
レイを極めて効率的に、しかも低コストで製造すること
ができる。
As described above, according to the probe array manufacturing method including the step of supplying the probe solution to the solid phase by using the inkjet discharge process, the probe array can be formed extremely easily. In particular, when a functional group is introduced into each of the nucleic acid probe and the solid phase surface so that a covalent bond is formed, the solid phase surface does not have a well or the like in advance, ie, is substantially flat and has a surface characteristic. Even when a solid phase having uniform (e.g., wettability with water) is used, adjacent spots are not connected. As a result, a nucleic acid probe array in which nucleic acid probes are arranged with high precision and high density can be manufactured extremely efficiently and at low cost.

【0053】なおこのことは本発明において表面にウェ
ルを備えた固相を用いることを何ら排除するものではな
い。例えばプローブ溶液が供給されるウェルの間に光不
透過性のマトリクスパターン(以降「ブラックマトリク
ス」と称する)を予め形成しておいた場合、固相上での
プローブと標的物質とのハイブリダイゼイションを光学
的に検出(例えば蛍光の検出)する様な場合の検出精度
(SN比)をより一層向上させることができる。また隣
接するウェルの間に、表面がプローブ溶液に対する親和
性の低いマトリクスを設けておいた場合、プローブ溶液
のウェルへの供給にあたって多少の位置ずれが生じたと
しても所望のウェルにスムーズにプローブ溶液を供給す
ることができる。このような効果を利用することを目的
として表面にウェルを備えた固相を用いてもよい。以下
に表面にマトリクスを有する固相、その製造方法及び該
固相の本実施態様における使用方法について説明する。
This does not exclude the use of a solid phase having a well on the surface in the present invention. For example, when a light-impermeable matrix pattern (hereinafter referred to as a “black matrix”) is formed in advance between wells to which a probe solution is supplied, hybridization of the probe and the target substance on the solid phase is performed. In such a case, the detection accuracy (SN ratio) in the case where the application is optically detected (for example, the detection of fluorescence) can be further improved. When a matrix having a low affinity for the probe solution is provided between adjacent wells, the probe solution can be smoothly transferred to the desired well even if there is some displacement in supplying the probe solution to the well. Can be supplied. For the purpose of utilizing such an effect, a solid phase having a well on the surface may be used. Hereinafter, a solid phase having a matrix on the surface, a method for producing the solid phase, and a method for using the solid phase in this embodiment will be described.

【0054】図5に、本態様におけるプローブアレイの
一例を示す。図5(A)は平面図であり、図5(B)は
そのBB断面図である。このプローブアレイは、固相1
03上にマトリクス状に配置された凹部(ウェル)12
7を形成した枠体構造を有するマトリクスパターン12
5を設けた構造を有する。マトリクス125(凸部)に
よって互いに隔離されたウェル127は、マトリクスパ
ターン中の貫通孔(くり抜き部)として設けられたもの
で、その側壁は凸部からなり、その底面129には固相
103の表面が露出した状態にある。固相103の表面
露出部分は、プローブと結合可能な表面を形成してお
り、所定の凹部にプローブ(不図示)が固定されてい
る。
FIG. 5 shows an example of the probe array in this embodiment. FIG. 5A is a plan view, and FIG. 5B is a BB cross-sectional view thereof. This probe array is a solid phase 1
Recesses (wells) 12 arranged in a matrix on
Matrix pattern 12 having a frame structure formed with 7
5 is provided. The wells 127 isolated from each other by the matrix 125 (projection) are provided as through-holes (cut-out portions) in the matrix pattern. Is in an exposed state. The exposed surface of the solid phase 103 forms a surface that can be bonded to the probe, and the probe (not shown) is fixed in a predetermined concave portion.

【0055】マトリクスパターンを形成する材料は、プ
ローブと標的物質との反応物を光学的に検出、例えば、
反応物の発する蛍光を測定して検出する方法を用いる場
合には、検出感度、S/N比及び信頼性の向上を考慮す
ると遮光性を有するものが望ましい。そのような材料と
しては、例えば金属(クロム、アルミ、金等)及び黒色
の樹脂等が挙げられる。該黒色の樹脂としては、アクリ
ル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリエチレン、
ポリイミド、アクリル酸モノマー、ウレタンアクリレー
ト等の樹脂や、フォトレジスト等の感光性の樹脂に黒色
の染料や黒色の顔料を含有させたものが挙げられる。感
光性樹脂の具体例としては、例えばUVレジスト、DE
EP−UVレジスト、紫外線硬化樹脂等を用いることが
できる。UVレジストとしては、環化ポリイソプレン−
芳香族ビスアジド系レジスト、フェノール樹脂−芳香族
アジド化合物系レジスト等のネガレジスト、ノボラック
樹脂−ジアゾナフトキノン系レジスト等のポジレジスト
を挙げることができる。
The material for forming the matrix pattern is to optically detect a reaction product between the probe and the target substance.
When the method of measuring and detecting the fluorescence emitted from the reactant is used, a material having light-shielding properties is desirable in consideration of the improvement in detection sensitivity, S / N ratio, and reliability. Examples of such a material include a metal (chromium, aluminum, gold, etc.) and a black resin. As the black resin, acrylic, polycarbonate, polystyrene, polyethylene,
Resins such as polyimide, acrylic acid monomer, urethane acrylate, and the like, and photosensitive resins such as photoresists containing a black dye or a black pigment may be used. Specific examples of the photosensitive resin include, for example, UV resist, DE
An EP-UV resist, an ultraviolet curable resin, or the like can be used. As UV resist, cyclized polyisoprene-
Negative resists such as aromatic bis azide resists, phenol resin-aromatic azide compound resists, and positive resists such as novolak resin-diazonaphthoquinone resists can be used.

【0056】DEEP−UVレジストとしては、ポジ型
レジストとして、例えば、ポリメチルメタクリレート、
ポリメチレンスルホン、ポリヘキサフルオロブチルメタ
クリレート、ポリメチルイソプロペニルケトン、およ
び、臭化ポリ1−トリメチルシリルプロピン等の放射線
分解型ポリマーレジスト、コール酸o−ニトロベンジル
エステル等の溶解抑制剤系レジスト等を挙げることがで
き、ネガ型レジストとして、ポリビニルフェノール−
3,3’−ジアジドジフェニルスルホン、および、ポリ
メタクリル酸グリシジル等を挙げることができる。
As the DEEP-UV resist, as a positive resist, for example, polymethyl methacrylate,
Radiation-decomposable polymer resists such as polymethylene sulfone, polyhexafluorobutyl methacrylate, polymethyl isopropenyl ketone, and poly 1-trimethylsilylpropyne bromide, and dissolution inhibitor-based resists such as o-nitrobenzyl cholic acid. As a negative resist, polyvinylphenol-
3,3′-diazidodiphenyl sulfone, polyglycidyl methacrylate, and the like can be given.

【0057】紫外線硬化樹脂としては、ベンゾフェノ
ン、および、その置換誘導体、ベンゾイン、および、そ
の置換誘導体、アセトフェノン、および、その置換誘導
体、ベンジル等のオキシム系化合物等のなかから選ばれ
る、1種、または、2種以上の光重合開始剤を2〜10
重量%程度含有した、ポリエステルアクリレート、エポ
キシアクリレート、および、ウレタンジアクリレート等
を挙げることができる。黒色の顔料としては、カーボン
ブラックや黒色有機顔料を用いることができる。
The UV-curable resin may be one selected from benzophenone and its substituted derivatives, benzoin and its substituted derivatives, acetophenone and its substituted derivatives, and oxime compounds such as benzyl. 2-10 photopolymerization initiators
Examples thereof include polyester acrylate, epoxy acrylate, and urethane diacrylate, which are contained in an amount of about weight%. As the black pigment, carbon black or a black organic pigment can be used.

【0058】なお、プローブと標的物質の反応物の検出
を、光学的に行なわない場合や、マトリクスからの光が
反応物の光学的検出に影響を与えない場合には、マトリ
クスパターン形成材料として非遮光性の物を用いる事は
何ら妨げられるものではない。
When the reaction between the probe and the target substance is not optically detected, or when the light from the matrix does not affect the optical detection of the reactant, a non-matrix pattern forming material is used. The use of a light-shielding material is not hindered at all.

【0059】次に上記した様な材料を用いてマトリクス
パターンを形成する一つの方法としては基板表面にコー
トした樹脂や金属上にフォトレジストをコートしパター
ニングの後に樹脂をエッチング等の工程によりパターニ
ングする方法が挙げられる。また、感光性の樹脂であれ
ば、樹脂そのものをフォトマスクを用いたフォトリソグ
ラフィーのプロセスにより露光、現像、必要に応じて硬
化することによりパターニングすることも可能である。
Next, as one method for forming a matrix pattern using the above-mentioned materials, a resin is coated on the substrate surface or a photoresist is coated on a metal, and after patterning, the resin is patterned by a process such as etching. Method. In the case of a photosensitive resin, patterning can be performed by exposing and developing the resin itself by a photolithography process using a photomask and, if necessary, curing the resin.

【0060】ここでマトリクス125を樹脂製とした場
合、マトリクス125の表面は疎水性となる。この構成
はウェルに供給するプローブを含む溶液として水系の溶
液を用いる場合に好ましいものである。即ちウェルにプ
ローブ溶液をインクジェット法を用いて供給する際に多
少の位置ずれを伴ってプローブ溶液が供給されたとして
も、所望のウェルにプローブ溶液が極めてスムーズに供
給されることになる。また、同時に隣接するウェル間
で、異なる種類のプローブを供給した場合でも、これら
ウエル間に供給された異なるプローブ溶液間での交じり
合い(クロスコンタミネーション)を防ぐことも可能と
なる。
When the matrix 125 is made of resin, the surface of the matrix 125 becomes hydrophobic. This configuration is preferable when an aqueous solution is used as the solution containing the probe to be supplied to the well. That is, even when the probe solution is supplied to the well using the inkjet method with some displacement, the probe solution is supplied to the desired well extremely smoothly. Further, even when different types of probes are supplied simultaneously between adjacent wells, it becomes possible to prevent cross-contamination between different probe solutions supplied between these wells.

【0061】通常、ペプチド、核酸等の生体関連物質の
プローブ溶液は水系の溶液であることが多いので、この
ような場合にはマトリクスパターンが撥水性となるこの
構成を好適に利用できる。
Usually, a probe solution of a biological substance such as a peptide or a nucleic acid is often an aqueous solution, and in such a case, the structure in which the matrix pattern is water-repellent can be suitably used.

【0062】次にウェルの底面(固相表面の露出部)を
プローブと結合可能な構成とする方法について説明す
る。ウェルの底面に保持させる官能基は、プローブに担
持させる官能基との組合わせによって異なる。例えばプ
ローブとして末端にチオール基を導入した核酸プローブ
を用いる場合には、前述したように固相表面にマレイミ
ド基を導入しておくことでウェルに供給した核酸プロー
ブのチオール基は固相表面のマレイミド基と共有結合を
形成し、核酸プローブが固相表面に固定される。同様に
アミノ基を核酸プローブ末端に有する核酸プローブに対
しては固相表面へのエポキシ基の導入が好ましい。この
様な官能基の他の組合わせとしては、例えばカルボキシ
ル基(スクシンイミド誘導体の核酸プローブ末端への導
入による)を末端に有する核酸プローブに対しては固相
表面へのアミノ基の導入が好ましい。このアミノ基とエ
ポキシ基の組合わせは、チオール基とマレイミド基の組
合わせと比較すると核酸プローブ溶液をインクジェット
吐出方法で吐出した際の固相上への定着性は良好でない
が、固相にウェルを設けてある場合には無視し得る程度
のものである。
Next, a description will be given of a method of making the bottom surface of the well (the exposed portion of the solid surface) connectable to the probe. The functional group held on the bottom of the well differs depending on the combination with the functional group supported on the probe. For example, when a nucleic acid probe having a thiol group introduced at the terminal is used as a probe, the thiol group of the nucleic acid probe supplied to the well can be converted into a maleimide on the solid surface by introducing a maleimide group on the solid phase surface as described above. The covalent bond is formed with the group, and the nucleic acid probe is immobilized on the solid surface. Similarly, for a nucleic acid probe having an amino group at the end of the nucleic acid probe, it is preferable to introduce an epoxy group on the surface of the solid phase. As another combination of such functional groups, for example, for a nucleic acid probe having a carboxyl group (by introducing a succinimide derivative to the end of a nucleic acid probe), introduction of an amino group to the surface of a solid phase is preferable. Although the combination of the amino group and the epoxy group has a poor fixability on the solid phase when the nucleic acid probe solution is ejected by the inkjet ejection method as compared with the combination of the thiol group and the maleimide group, Is negligible when provided.

【0063】アミノ基やエポキシ基の固相表面への導入
は、前述した様に固相としてガラス板を用いる場合に
は、まず水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等のアルカ
リで該ガラス板表面を処理して水酸基(シラノール基)
を表面に露出させた後、アミノ基を導入したシラン化合
物(例えばN−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロ
ピルトリメトキシシラン等)やエポキシ基を導入したシ
ラン化合物(例えばγ−グリシドキシプロピルトリメト
キシシラン等)を含むシランカップリング剤を該ガラス
板表面の水酸基と反応させることによって行なうことが
できる。またマレイミド基は、上記の方法によってガラ
ス板表面にアミノ基を導入した後にN−マレイミドカプ
ロイロキシスクシンイミドやスクシイミジル−4−(マ
レイミドフェニル)ブチレート等を該アミノ基と反応さ
せることでガラス板表面に導入することができる。
As described above, when a glass plate is used as the solid phase, the surface of the glass plate is first treated with an alkali such as potassium hydroxide or sodium hydroxide. Hydroxyl group (silanol group)
Is exposed to the surface, and then a silane compound having an amino group introduced therein (eg, N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane) or a silane compound having an epoxy group introduced therein (eg, γ-glycidoxy) The reaction can be carried out by reacting a silane coupling agent containing propyltrimethoxysilane with hydroxyl groups on the surface of the glass plate. The maleimide group is formed on the surface of the glass plate by introducing an amino group into the surface of the glass plate by the above method and then reacting the amino group with N-maleimidocaproyloxysuccinimide or succiimidyl-4- (maleimidophenyl) butyrate. Can be introduced.

【0064】なおN−β−(アミノエチル)−γ−アミ
ノプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロ
ピルトリメトキシシラン及びスクシイミジル−4−(マ
レイミドフェニル)ブチレートの構造は下記の通りであ
る。 N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメ
トキシシラン:(CH3O)2SiC36NHC24NH
2 γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン:
The structures of N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and succiimidyl-4- (maleimidophenyl) butyrate are as follows. N-β (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane: (CH 3 O) 2 SiC 3 H 6 NHC 2 H 4 NH
2 γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane:

【0065】[0065]

【化6】 Embedded image

【0066】スクシイミジル−4−(マレイミドフェ
ニル)ブチレート:
Succinimidyl-4- (maleimidophenyl) butyrate:

【0067】[0067]

【化7】 Embedded image

【0068】上記した固相の表面処理においてエポキシ
基を固相表面に導入した場合、該エポキシ基とプローブ
とを結合させた後、未反応のエポキシ基をエタノールア
ミン水溶液等を用いて開環させて水酸基に変えることに
より、ウェルの底面を親水性にすることができる。この
操作はプローブを結合させたウェルに該プローブと特異
的に反応する標的物質を含む水系溶媒を供給する場合に
好ましいものである。
When an epoxy group is introduced to the surface of the solid phase in the above-described surface treatment of the solid phase, the unreacted epoxy group is ring-opened using an ethanolamine aqueous solution after binding the epoxy group to the probe. By changing to a hydroxyl group, the bottom surface of the well can be made hydrophilic. This operation is preferable when an aqueous solvent containing a target substance specifically reacting with the probe is supplied to the well to which the probe has been bound.

【0069】また固相として樹脂基板を用いる場合、例
えばOrganic Thin Films and Surface, Vol.20, Academ
ic Pressの第5章に記載の方法により樹脂基板表面に水
酸基、カルボキシル基またはアミノ基等を導入すること
ができる。或いはこの方法により水酸基を導入した後に
上記したガラス板の場合と同様にアミノ基やエポキシ基
を有するシラン化合物を用いてアミノ基やエポキシ基を
導入したり、更にはマレイミド基を導入することも可能
である。ところで上記した固相への官能基の導入は、固
相表面へのマトリクスの形成前に行なってもよく、或い
はマトリクス形成後に行なってもよい。マトリクス形成
前であれば固相表面にスピンコートやディップコート等
の方法によって官能基の導入に必要な反応溶液を固相表
面に供給すればよく、またマトリクス形成後であればイ
ンクジェット法等によって各ウェルに反応溶液を供給す
ればよい。
When a resin substrate is used as the solid phase, for example, Organic Thin Films and Surface, Vol. 20, Academ
A hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, or the like can be introduced into the resin substrate surface by the method described in Chapter 5 of IC Press. Alternatively, after introducing a hydroxyl group by this method, it is also possible to introduce an amino group or an epoxy group using a silane compound having an amino group or an epoxy group in the same manner as in the case of the above-described glass plate, or further introduce a maleimide group. It is. The introduction of the functional group into the solid phase may be performed before the formation of the matrix on the surface of the solid phase, or may be performed after the formation of the matrix. Before the formation of the matrix, the reaction solution necessary for introducing the functional group may be supplied to the solid phase surface by a method such as spin coating or dip coating on the solid phase surface. The reaction solution may be supplied to the well.

【0070】また、樹脂基板にプローブを結合する方法
としては例えば、特開昭60−015560号公報に記
載されている様に、樹脂基板表面を酸化処理して水酸基
を導入し、次いでアミノ基を有するシラン化合物を含む
シランカップリング剤と該水酸基とを反応させてアミノ
基を導入し、このアミノ基とプローブの官能基を反応さ
せる方法が挙げられる。
As a method of bonding a probe to a resin substrate, for example, as described in JP-A-60-015560, a surface of a resin substrate is oxidized to introduce a hydroxyl group, and then an amino group is added. A method of reacting a silane coupling agent containing a silane compound having the same with the hydroxyl group to introduce an amino group, and reacting the amino group with a functional group of a probe.

【0071】また、前処理後の基板が親水性の場合、他
方の、マトリクスパターンを形成する相対的に撥水性の
材料は、先に延べた樹脂製のマトリクス形成用の樹脂を
そのまま用いることができる。また、さらなる撥水性が
必要とされる場合にはマトリクス材料中に撥水剤を添加
しておくこともできる。また、マトリクスパターンがフ
ォトレジスト等の感光性樹脂で形成される場合には、露
光、現像後にポストベークを適当な条件で行なうことに
よりマトリクスパターンにより強い撥水性を付与するこ
とも可能である。
In the case where the substrate after the pretreatment is hydrophilic, the other relatively water-repellent material for forming the matrix pattern may be the resin matrix forming resin previously extended. it can. If further water repellency is required, a water repellent can be added to the matrix material. Further, when the matrix pattern is formed of a photosensitive resin such as a photoresist, it is possible to impart more water repellency to the matrix pattern by performing post-baking under appropriate conditions after exposure and development.

【0072】ここまでは、どちらかといえばプローブ溶
液が親水性の場合について述べたが、プローブ溶液が親
油的な場合には逆の処理をすればよいことになる。
Up to this point, the case where the probe solution is hydrophilic has been described, but if the probe solution is lipophilic, the reverse process may be performed.

【0073】マトリクスパターンのウエルのサイズや形
状は、基板のサイズ、最終的に作製されるアレイ全体の
サイズ、アレイを構成するプローブ種類数、あるいは、
マトリクスパターンの形成方法、マトリクスパターン間
隙へのプローブ溶液等の供給方法、検出方法等によって
適宜選択することができる。
The size and shape of the wells of the matrix pattern are determined by the size of the substrate, the size of the entire array finally manufactured, the number of types of probes constituting the array, or
The method can be appropriately selected depending on a method for forming a matrix pattern, a method for supplying a probe solution or the like to the matrix pattern gap, a detection method, and the like.

【0074】形状としては、図5に示す基板と平行な面
の断面が正方形形状のものに加えて、長方形、各種多角
形、円形、楕円形等種々の形状とすることができる。
The shape may be various shapes such as a rectangle, various polygons, a circle, an ellipse, in addition to a square cross section of a plane parallel to the substrate shown in FIG.

【0075】ウェルのサイズとしては、反応種の数、ア
レイ全体のサイズを考慮した場合、その最長幅が300
μm以下が望ましい。例えば、図5に示すように、ウエ
ルの基板と平行な方向での断面を正方形とする場合には
その1辺の長さを200μm以下とすることができる。
更に、ウェルを長方形とする場合には、その長辺を20
0μm以下、円形とする場合はその直径を200μm以
下とするのがより望ましい。その大きさの下限は例えば
1μm程度とすることができる。
When considering the number of reaction species and the size of the entire array, the maximum width of the well is 300 μm.
μm or less is desirable. For example, as shown in FIG. 5, when the cross section of the well in the direction parallel to the substrate is a square, the length of one side can be 200 μm or less.
Further, when the well has a rectangular shape, its long side is set to 20.
When the diameter is 0 μm or less and the diameter is circular, the diameter is more preferably 200 μm or less. The lower limit of the size can be, for example, about 1 μm.

【0076】各ウェルの配列形態は、図5のように平面
図における上下方向で等間隔で配置する態様、隣り合う
列でウェルの位置をずらして配置する態様等所望に応じ
て適宜変更可能である。
The arrangement of the wells can be changed as needed as required, such as an arrangement in which the wells are arranged at equal intervals in the vertical direction in the plan view as shown in FIG. is there.

【0077】隣接するウェル間の距離は、例えばインク
ジェット法でプローブ溶液をウェルに供給する際に吐出
位置と供給されるべきウェルとの間に多少の位置ずれが
生じてもそれがクロスコンタミネーションを生じさせな
いような間隔に設定することが好ましく、またアレイ全
体のサイズ等とクロスコンタミネーションや、各種溶液
の供給の際における操作性を考慮すると、隣接するウェ
ル間の距離がウェルの最長幅の1/2〜2倍の範囲にあ
ることが好ましい。
The distance between adjacent wells is determined by, for example, cross-contamination even when a slight displacement occurs between the discharge position and the well to be supplied when the probe solution is supplied to the well by the inkjet method. It is preferable to set the interval so as not to cause it. In consideration of the size of the entire array, cross contamination, and operability in supplying various solutions, the distance between adjacent wells is one of the longest width of the well. / 2 to 2 times.

【0078】例えば、ウェルを正方形形状とする場合
で、基板の大きさを、プローブ固定、試料供給、検出等
の操作を自動化する場合に好適な大きさ(1インチ×1
インチ、あるいは1cm×1cm)とすると、コンビナ
トリアルケミストリーとしての機能を十分に果たす必要
性から100個×100個、あるいは、1000個×1
000個以上のプローブ種類が存在することが望ましい
ので、マトリクス自体のサイズをも考慮して、ウェルの
正方形形状の一辺を1〜200μm、隣接するウェル間
の距離を200μm以下とするのが望ましい。
For example, when the well has a square shape, the size of the substrate is set to a size suitable for automating operations such as probe fixing, sample supply and detection (1 inch × 1 inch).
Inches or 1 cm × 1 cm), 100 × 100 or 1000 × 1 from the necessity of sufficiently fulfilling the function of combinatorial chemistry.
Since it is desirable that there are 000 or more types of probes, it is desirable that the side of the square shape of the well is 1 to 200 μm and the distance between adjacent wells is 200 μm or less in consideration of the size of the matrix itself.

【0079】またマトリクスの厚さ(固相表面からの高
さ)は、マトリクスパターンの形成方法やウェルの容
量、供給するプローブ溶液の量等を考慮して決定される
が、好ましくは1〜20μmとすることが好ましい。即
ちこのような厚さとすることによって、例えばインクジ
ェット吐出法を用いてプローブ溶液を各ウェルに供給す
る場合、インクジェット吐出条件との関連においてプロ
ーブ溶液の特性を、該プローブ溶液が該固相表面上に小
さなスポットを形成することが困難な特性にしか調整し
得ない場合であっても、該プローブ溶液を固相上の所定
の位置に止めさせることができ、クロスコンタミネーシ
ョンを極めて有効に防止することができる。
The thickness of the matrix (height from the surface of the solid phase) is determined in consideration of the method of forming the matrix pattern, the volume of the well, the amount of the probe solution to be supplied, and the like. It is preferable that That is, by adopting such a thickness, for example, when a probe solution is supplied to each well using an inkjet discharge method, the characteristics of the probe solution in relation to the inkjet discharge conditions, the probe solution is placed on the solid surface. Even when it is difficult to form a small spot, the probe solution can be stopped at a predetermined position on the solid phase, and cross contamination can be prevented very effectively. Can be.

【0080】仮に、上記の望ましい範囲の上限でのウェ
ルの容積は、200μm×200μm×20μm、すな
わち、800plとなる。また、このサイズで、隣接す
るウェル間の距離(図1のx)も同様に200μmとす
ると625個/cm2のウェル密度が得られる。すなわ
ちオーダーとして102個/cm2以上のウェル密度を有
するアレイが得られる。また、ウエルを1辺が5μmの
正方形形状とし、隣接するウェル間の距離も5μmと
し、マトリクスパターンの厚さを4μmとすると、ウェ
ルの容積は0.1plとなり、その数は1000000
個/cm2となる。5μm×5μm×4μmのパターニ
ングは現在の微細加工技術では現実的なサイズであるの
でオーダーとして106個/cm2以上のウエル密度のア
レイも本発明の発明の範囲となりうる。
The volume of the well at the upper limit of the above-mentioned desirable range is 200 μm × 200 μm × 20 μm, that is, 800 pl. Also, with this size, if the distance between adjacent wells (x in FIG. 1) is also 200 μm, a well density of 625 / cm 2 can be obtained. That is, an array having a well density of 10 2 / cm 2 or more as an order is obtained. Further, when the well has a square shape with a side of 5 μm, the distance between adjacent wells is also 5 μm, and the thickness of the matrix pattern is 4 μm, the volume of the well is 0.1 pl and the number is 1,000,000.
Pieces / cm 2 . Since the patterning of 5 μm × 5 μm × 4 μm is a realistic size in the current fine processing technology, an array having a well density of 10 6 / cm 2 or more can be included in the scope of the present invention.

【0081】本態様においてプローブ溶液、あるいは、
プローブと反応すべき物質のウェルへの供給液量は、例
えばウェルの容積とほぼ同量とする場合には、上記の計
算から、概ね0.1ピコリットル(pl)から1ナノリ
ットル(nl)となる。また、マトリクスを供給される
溶液に対して非親和性とした場合に、液種によっては、
その表面張力によりウェルの容積を上回る量の液をウェ
ルの開口上部に留めることが可能となる。そのような場
合、例えば、ウェルの10倍から数10倍の液量を供給
し、保持させることができる。すなわち、数plから数
10nlの液を供給することになる。いずれの場合に
も、このような少量の液のウェルへの供給は、一般的な
マイクロディスペンサーやマイクロピペットでも可能で
あるが、位置精度と供給量精度を良好に供給することの
できるインクジェット法を用いてプローブ溶液をウェル
に供給することが好ましい。インクジェットプリントで
はμmオーダーで高精度に位置決めをしてインクを吐出
するので、ウェルへの溶液の供給にはきわめて適してい
るといえる。また、吐出されるインクの量は一般的に数
plから数10nlであるので、この点でもウェルへの
溶液の供給に適しているといえる。
In this embodiment, the probe solution or
When the amount of the liquid to be reacted with the probe to be supplied to the well is, for example, approximately the same as the volume of the well, from the above calculation, it is approximately 0.1 picoliter (pl) to 1 nanoliter (nl). Becomes Also, when the matrix is made incompatible with the supplied solution, depending on the liquid type,
The surface tension allows an amount of liquid exceeding the volume of the well to be retained at the top of the well opening. In such a case, for example, a liquid volume 10 times to several tens times that of the well can be supplied and held. That is, several pl to several tens nl of liquid are supplied. In either case, such a small amount of liquid can be supplied to the well using a general microdispenser or micropipette.However, an ink jet method that can supply the positional accuracy and the supply amount accuracy well is used. Preferably, the probe solution is used to supply the well to the well. Ink-jet printing discharges ink with high-precision positioning in the order of μm, which is extremely suitable for supplying a solution to a well. In addition, since the amount of ink to be ejected is generally several pl to several tens nl, it can be said that this is also suitable for supplying the solution to the well.

【0082】本態様によれば、液滴の広がりは、核酸プ
ローブと固相表面との反応とウェルにより定量的に制御
され、また、吐出方向に多少の乱れがあっても、ウェル
を含む領域に液滴が付着すれば、液滴のマトリクスにか
かる部分は、マトリクスが吐出液に対して非親和性とな
っていることによって、その部分がはじかれ、ウェル内
にスムーズに収納される。
According to this embodiment, the spread of the droplet is quantitatively controlled by the reaction between the nucleic acid probe and the solid phase surface and the well, and even if there is some disturbance in the ejection direction, the area including the well is not affected. If the droplets adhere to the matrix, the portions of the droplets that touch the matrix are repelled because the matrix is incompatible with the ejection liquid, and are smoothly accommodated in the wells.

【0083】本発明に用いるインクジェット法は特に制
限されないが、例えばピエゾジェット法、熱的な発泡を
利用するバブルジェット法等が利用できる。
The ink jet method used in the present invention is not particularly limited. For example, a piezo jet method or a bubble jet method utilizing thermal foaming can be used.

【0084】ところで本発明において固相103として
用いることのできる材料としては、固相表面に上記した
様な種々の官能基を導入できるものであれば良く、更に
は第2の態様においては表面にマトリクスを形成できる
ものが好ましい。そしてプローブと標的物質との反応物
の検出を光学的に行なう場合、固相を介した検出系を組
む場合には固相を光学的に透明な固相とすることが好ま
しい。そのような材料としては例えば、合成石英、溶融
石英等を含むガラス、シリコン、アクリル樹脂、ポリカ
ーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、塩化ビニル樹脂等
が挙げられる。また該反応物の光学的な検出を固相を介
さないで検出する場合には光学的に黒色の固相を用いる
ことが好ましく、カーボンブラック等の黒色の染顔料を
含む樹脂基板等が用いられる。
As the material that can be used as the solid phase 103 in the present invention, any material can be used as long as it can introduce various functional groups as described above into the surface of the solid phase. Those capable of forming a matrix are preferred. When a reaction product of the probe and the target substance is optically detected, and when a detection system is provided via a solid phase, the solid phase is preferably an optically transparent solid phase. Examples of such a material include glass containing synthetic quartz, fused quartz, and the like, silicon, acrylic resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, and vinyl chloride resin. When the optical detection of the reaction product is performed without using a solid phase, an optically black solid phase is preferably used, and a resin substrate or the like containing a black dye or pigment such as carbon black is used. .

【0085】本発明ではこれらプローブアレイに反応す
べき物質の溶液を供給し、適当な反応条件に置き、反応
を行なう。個別のウェルに異なる反応すべき物質の溶液
を供給する必要がある場合には、プローブアレイの複数
のウェルのそれぞれに、プローブに反応させるべき少な
くとも1種の物質が溶解した溶液を少なくとも1種供給
する。この場合、上述のように、供給される溶液が、す
でに形成されているプローブアレイのプローブが結合さ
れているウェルに対して親和的であり、マトリクスパタ
ーンに非親和的であれば、供給領域を限定した、クロス
コンタミネーションのない、定量的な液の供給が可能と
なる。表1に示した物質のように生体関連の物質の多く
は水溶性なので、この場合にはウェルは親水性、マトリ
クスパターンは撥水性となる。また、これら反応すべき
物質の供給にも、上述のように、インクジェット法を用
いれば、微量な液量を、定量的に供給可能となる。
In the present invention, a solution of a substance to be reacted is supplied to these probe arrays, and the reaction is performed under appropriate reaction conditions. When it is necessary to supply different solutions of the substances to be reacted to the individual wells, supply at least one solution in which at least one substance to be reacted with the probe is dissolved, to each of the plurality of wells of the probe array. I do. In this case, as described above, if the supplied solution has an affinity for the wells to which the probes of the already formed probe array are bound and does not have an affinity for the matrix pattern, the supply region is changed. It is possible to supply a limited amount of liquid without cross contamination. Many of the biologically-related substances, such as the substances shown in Table 1, are water-soluble. In this case, the wells are hydrophilic and the matrix pattern is water-repellent. In addition, as described above, the use of the ink jet method for the supply of these substances to be reacted makes it possible to quantitatively supply a small amount of liquid.

【0086】本発明では、基板に結合するために供給す
るプローブの液量、または、反応すべき物質の液量が微
量であるので、双方の反応条件が、供給された溶液の蒸
発、気散を防ぐ条件を含んでいることが望ましい。
In the present invention, since the amount of the probe solution supplied for binding to the substrate or the amount of the substance to be reacted is very small, both reaction conditions are determined by evaporation and air diffusion of the supplied solution. It is desirable to include conditions to prevent

【0087】以下実施例をもって本発明を更に詳細に説
明する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

【0088】実施例1 (バブルジェットプリンターを用いた核酸プローブアレ
イの製法、及びそのプローブアレイの評価) (1)基板洗浄 1インチ角のガラス板をラックに入れ、超音波洗浄用洗
剤に一晩浸した。その後、洗剤中で20分間超音波洗浄
を行い、その後、水洗により洗剤を除去した。蒸留水で
すすいだ後、蒸留水の入った容器中でさらに超音波処理
を20分間行った。次に、予め80℃に加温した1N水
酸化ナトリウム溶液にガラス板を10分間浸した。引き
続き水洗、蒸留水洗浄を行って、プローブアレイ用のガ
ラス板を用意した。
Example 1 (Method for producing nucleic acid probe array using bubble jet printer and evaluation of the probe array) (1) Substrate washing A 1-inch square glass plate was placed in a rack, and was placed in a detergent for ultrasonic cleaning overnight. Soaked. Thereafter, ultrasonic cleaning was performed in a detergent for 20 minutes, and then the detergent was removed by water washing. After rinsing with distilled water, sonication was further performed for 20 minutes in a container containing distilled water. Next, the glass plate was immersed in a 1 N sodium hydroxide solution preheated to 80 ° C. for 10 minutes. Subsequently, washing with water and washing with distilled water were performed to prepare a glass plate for a probe array.

【0089】(2)表面処理 アミノ基を結合したシラン化合物(N−β−(アミノエ
チル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン)を含
むシランカップリング剤(商品名:KBM603;信越
化学工業(株)社製)の1wt%水溶液を室温下で2時
間攪拌し、上記シラン化合物の分子内のメトキシ基を加
水分解した。次いでこの溶液に上記(1)で得た基板を
室温(25℃)で20分間浸した後、引き上げて、窒素
ガスをガラス板の両面に吹き付けて乾燥させた。次にガ
ラス板を120℃に加熱したオーブン中で1時間ベーク
してシランカップリング処理を完結させ、基板表面にア
ミノ基を導入した。次いでN−マレイミドカプロイロキ
シスクシンイミド(N-(6-Maleimidocaproyloxy)succini
mide;Dojin社製)(以降EMCSと略)を2.7
mg秤量し、ジメチルスルホキシド(DMSO)/エタ
ノールの1:1溶液に最終濃度が0.3mg/mlとな
る様に溶解したEMCS溶液を用意した。シランカップ
リング処理を行ったガラス板をこのEMCS溶液に室温
で2時間浸して、シランカップリング処理によってガラ
ス板表面に担持されているアミノ基とEMCS溶液のカ
ルボキシル基を反応させた。この状態でガラス板表面に
はEMCS由来のマレイミド基が表面に存在することに
なる。EMCS溶液から引き上げたガラス板はDMSO
及びエタノールの混合溶媒及びエタノールで順次洗浄し
た後、窒素ガス雰囲気下で乾燥させた。
(2) Surface Treatment A silane coupling agent containing a silane compound having an amino group bonded thereto (N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane) (trade name: KBM603; Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) ) Was stirred at room temperature for 2 hours to hydrolyze the methoxy group in the molecule of the silane compound. Next, the substrate obtained in the above (1) was immersed in this solution at room temperature (25 ° C.) for 20 minutes, pulled up, and dried by spraying nitrogen gas on both sides of the glass plate. Next, the glass plate was baked in an oven heated to 120 ° C. for 1 hour to complete the silane coupling treatment, and amino groups were introduced on the substrate surface. Subsequently, N-maleimidocaproyloxysuccinimide (N- (6-Maleimidocaproyloxy) succini
mide; manufactured by Dojin Co., Ltd. (hereinafter abbreviated as EMCS) to 2.7
mg was weighed, and an EMCS solution was prepared by dissolving it in a 1: 1 solution of dimethyl sulfoxide (DMSO) / ethanol so that the final concentration was 0.3 mg / ml. The glass plate that had been subjected to the silane coupling treatment was immersed in this EMCS solution at room temperature for 2 hours, and the amino groups carried on the surface of the glass plate and the carboxyl groups of the EMCS solution were reacted by the silane coupling treatment. In this state, a maleimide group derived from EMCS exists on the surface of the glass plate. The glass plate pulled up from the EMCS solution is DMSO
After washing sequentially with a mixed solvent of ethanol and ethanol and ethanol, it was dried under a nitrogen gas atmosphere.

【0090】(3)プローブDNAの合成 DNA自動合成機を用いて配列番号1の一本鎖核酸を合
成した。なお配列番号1の一本鎖DNA末端にはDNA
自動合成機での合成時にチオールモディファイア(Th
iol−Modifier)(グレンリサーチ(Gle
nResearch)社製)を用いる事によってチオー
ル(SH)基を導入した。続いて通常の脱保護を行いD
NAを回収し、高速液体クロマトグラフィーにて精製
し、以下の実験に用いた。 配列番号:15' HS-(CH2)6-O-PO2-O-ACTGGCCGTCGTTTTACA3' (4)BJプリンターによるDNA吐出、および基板へ
の結合 上記配列番号1の一本鎖DNAを最終濃度が約400m
g/mlになるようにTE溶液(10mM Tris−
HCl(pH8)/1mM EDTA水溶液)に溶解
し、一本鎖DNA溶液を調製した(正確な濃度は吸収強
度から算出)。
(3) Synthesis of Probe DNA A single-stranded nucleic acid of SEQ ID NO: 1 was synthesized using an automatic DNA synthesizer. In addition, DNA is added to the end of the single-stranded DNA of SEQ ID NO: 1.
When synthesizing with an automatic synthesizer, the thiol modifier (Th
iol-Modifier) (Glen Research (Gle
nResearch) was used to introduce a thiol (SH) group. Subsequently, normal deprotection is performed and D
The NA was recovered, purified by high performance liquid chromatography, and used for the following experiments. SEQ ID NO: 15 ' HS- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-ACTGGCCGTCGTTTTACA 3' (4) DNA ejection by BJ printer and binding to substrate Final concentration of single-stranded DNA of SEQ ID NO: 1 Is about 400m
g / ml of TE solution (10 mM Tris-
HCl (pH 8) / 1 mM EDTA aqueous solution) to prepare a single-stranded DNA solution (the exact concentration was calculated from the absorption intensity).

【0091】グリセリン7.5wt%、尿素7.5wt
%、チオジグリコール7.5wt%、及び上記一般式
(I)で示されるアセチレンアルコール(商品名:アセ
チレノールEH;川研ファインケミカル(株)社製)1
wt%を含む水溶液を用意し、上記DNA溶液に加え、
一本鎖DNAの最終濃度が8μMとなるように調整し
た。この液体の表面張力は30〜50dyne/cmの
範囲内であり、また粘度は1.8cps(E型粘度計:
東京計器(株)社製)であった。この液体をバブルジェ
ットプリンター(商品名:BJC620;キヤノン
(株)社製)用インクタンクに充填しバブルジェットヘ
ッドに装着した。なおここで用いたバブルジェットプリ
ンター(商品名:BJC620;キヤノン(株)社製)
は平板への印刷が可能な様に改造を施したものである。
またこのバブルジェットプリンターは360×720d
piの解像度で印字可能である。次いでこのプリンター
に上記(2)で処理したガラス板を装着し、プローブ核
酸を含む液体をガラス板上にスポッティングした。ここ
でバブルジェットヘッドの液体吐出面とガラス板の液体
付着面との距離は1.2〜1.5mmであった。またス
ポッティングは、360dpiの方向には1回のスポッ
ティングの後2回の空吐出を行ない、720dpiの方
向には1回のスポッティングの後5回の空吐出を行なう
様に条件設定した。スポッティング終了後、ガラス板を
30分間加湿チャンバー内に静置し、ガラス板表面のマ
レイミド基と核酸プローブ末端のチオール基とを反応さ
せた。なお上記プリンタの1吐出動作あたりのDNAプ
ローブ溶液の吐出量は約24plであった。
Glycerin 7.5 wt%, urea 7.5 wt%
%, Thiodiglycol 7.5 wt%, and acetylene alcohol represented by the general formula (I) (trade name: acetylenol EH; manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) 1
An aqueous solution containing wt% is prepared and added to the above DNA solution.
The final concentration of single-stranded DNA was adjusted to 8 μM. The surface tension of this liquid is in the range of 30 to 50 dyne / cm, and the viscosity is 1.8 cps (E-type viscometer:
Tokyo Keiki Co., Ltd.). This liquid was filled in an ink tank for a bubble jet printer (trade name: BJC620; manufactured by Canon Inc.) and attached to a bubble jet head. The bubble jet printer used here (trade name: BJC620; manufactured by Canon Inc.)
Has been modified so that it can be printed on a flat plate.
This bubble jet printer is 360x720d
Printing is possible at a resolution of pi. Next, the glass plate treated in the above (2) was attached to this printer, and the liquid containing the probe nucleic acid was spotted on the glass plate. Here, the distance between the liquid ejection surface of the bubble jet head and the liquid attachment surface of the glass plate was 1.2 to 1.5 mm. The conditions of the spotting were set such that two spot discharges were performed after one spotting in the 360 dpi direction, and five spot discharges were performed after one spotting in the 720 dpi direction. After the completion of the spotting, the glass plate was allowed to stand in a humidified chamber for 30 minutes to react a maleimide group on the surface of the glass plate with a thiol group at the end of the nucleic acid probe. The discharge amount of the DNA probe solution per one discharge operation of the printer was about 24 pl.

【0092】(5)ブロッキング反応 マレイミド基とチオール基との反応終了後、ガラス板を
1M NaCl/50mMリン酸緩衝液(pH7.0)
溶液で洗浄し、ガラス板表面のDNAを含む液体を完全
に洗い流した。次いでガラス板を2%ウシ血清アルブミ
ン水溶液中に浸して2時間放置し、ブロッキング反応を
行った。
(5) Blocking reaction After the reaction between the maleimide group and the thiol group was completed, the glass plate was washed with a 1 M NaCl / 50 mM phosphate buffer (pH 7.0).
After washing with the solution, the liquid containing DNA on the surface of the glass plate was completely washed away. Next, the glass plate was immersed in a 2% bovine serum albumin aqueous solution and left for 2 hours to perform a blocking reaction.

【0093】(6)ハイブリダイゼーション反応 配列番号1のDNAと相補的な塩基配列を有する一本鎖
DNAをDNA自動合成機で合成し、5’末端にローダ
ミンを結合させて標識化した一本鎖DNAを得た。この
標識化一本鎖DNAを1M NaCl/50mMリン酸
緩衝液(pH7.0)に最終濃度1μMとなるように溶
解し、この溶液中に上記(5)で得たブロッキング処理
したプローブアレイを浸漬し、室温(25℃)で3時間
ハイブリダイゼーション反応を行った。その後、プロー
ブアレイを1M NaCl/50mMリン酸緩衝液(p
H7.0)溶液で洗浄してプローブ核酸とハイブリダイ
ズしなかった一本鎖DNAを洗い流した。次に該プロー
ブアレイのスポットの蛍光量を、画像解析装置(商品
名:ARGUS 50;浜松ホトニクス(株)社製)を
接続し、ローダミンBに適するフィルターセットを装着
した倒立型蛍光顕微鏡を用いて定量した。
(6) Hybridization reaction A single-stranded DNA having a base sequence complementary to the DNA of SEQ ID NO: 1 was synthesized by an automatic DNA synthesizer, and a single-stranded DNA was labeled by binding rhodamine to the 5 ′ end. DNA was obtained. This labeled single-stranded DNA is dissolved in 1 M NaCl / 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) to a final concentration of 1 μM, and the blocking-treated probe array obtained in (5) above is immersed in this solution. Then, a hybridization reaction was performed at room temperature (25 ° C.) for 3 hours. Thereafter, the probe array was added to a 1 M NaCl / 50 mM phosphate buffer (p
H7.0) solution to wash away single-stranded DNA that did not hybridize with the probe nucleic acid. Next, the amount of fluorescence at the spot of the probe array was measured using an inverted fluorescence microscope connected to an image analyzer (trade name: ARGUS 50; manufactured by Hamamatsu Photonics KK) and fitted with a filter set suitable for rhodamine B. Quantified.

【0094】(7)結果 標識化一本鎖DNAと完全マッチである配列番号1の核
酸プローブのスポットでは4600の蛍光量であった。
またハイブリダイゼーション後の、各スポットが蛍光発
光している状態のプローブアレイを蛍光顕微鏡(ニコン
(株)社製)を用いて観察した。その結果本実施例にか
かるプローブアレイでは、 a)各々のスポットがほぼ円形であって、またその直径
が約70〜100μmの範囲内にあること、 b)隣接するスポットとの間には各々のスポットの直径
と略等しい、約100μmのスペースが有り、各々のス
ポットが互いに明確に独立していること、 c)スポットの行と列が揃っていることが明らかとなっ
た。
(7) Results The spot of the nucleic acid probe of SEQ ID NO: 1, which is a perfect match with the labeled single-stranded DNA, had a fluorescence of 4,600.
Further, after hybridization, the probe array in a state where each spot emits fluorescence was observed using a fluorescence microscope (manufactured by Nikon Corporation). As a result, in the probe array according to the present embodiment, a) each spot is substantially circular and its diameter is in the range of about 70 to 100 μm; b) each spot is located between adjacent spots. It was found that there was a space of about 100 μm, approximately equal to the spot diameter, that each spot was distinctly independent of each other, and c) that the rows and columns of the spots were aligned.

【0095】このことはプローブアレイ上でハイブリダ
イズしたスポットの自動検出等を行わせる上で極めて有
効である。
This is extremely effective for automatically detecting hybridized spots on the probe array.

【0096】実施例2 (バブルジェットプリンタを用いた核酸プローブアレイ
の製造、及びそのプローブアレイを用いた標的核酸の検
出) (1)上記実施例1の(1)及び(2)と全く同様にし
てプローブアレイ用の表面処理を施したガラス板を用意
した。
Example 2 (Production of a nucleic acid probe array using a bubble jet printer and detection of a target nucleic acid using the probe array) (1) Exactly the same as (1) and (2) in Example 1 A glass plate having been subjected to a surface treatment for a probe array was prepared.

【0097】(2)プローブDNAの合成 DNA自動合成機を用いて配列番号1〜4の一本鎖核酸
を合成した。なお配列番号1〜4の一本鎖核酸は、実施
例1で用いた配列番号1を基本とし、1塩基変化させた
ものを配列番号2、3塩基変化させたものを配列番号
3、そして6塩基変化させたものを配列番号4とした。
また配列番号1〜4の一本鎖DNA末端にはDNA自動
合成機での合成時にThiol−Modifier(G
lenResearch社製)を用いる事によってチオ
ール(SH)基を導入した。続いて通常の脱保護を行い
DNAを回収し、高速液体クロマトグラフィーにて精製
し、以下の実験に用いた。配列番号2〜4の配列を以下
に示す。 配列番号:25' HS-(CH2)6-O-PO2-O-ACTGGCCGTTGTTTTACA3' 配列番号:35' HS-(CH2)6-O-PO2-O-ACTGGCCGCTTTTTTACA3' 配列番号:45' HS-(CH2)6-O-PO2-O-ACTGGCATCTTGTTTACA3' (3)BJプリンターによるDNAプローブの吐出、お
よび基板への結合上記配列番号1〜4の一本鎖DNAを
用いて、上記実施例1の(4)に記載した方法と同様の
方法で4種類の吐出用液体を調製し、実施例1で用いた
バブルジェットプリンタ用の4つのインクタンクに各々
の液体を充填し、各々のインクタンクをバブルジェット
ヘッドに装着した。次いで該プリンタに上記(1)と同
じ方法で作成したガラス板を装着し、該ガラス板上に4
種の核酸プローブの各々を該ガラス板の3×3mmの4
つのエリアの各々にスポッティングした。なお各エリア
内でのスポッティングのパターンは実施例1と同様とし
た。スポッティング終了後、ガラス板を30分間加湿チ
ャンバー内に静置し、マレイミド基とチオール基とを反
応させた。
(2) Synthesis of Probe DNA Single-stranded nucleic acids of SEQ ID NOs: 1 to 4 were synthesized using an automatic DNA synthesizer. The single-stranded nucleic acids of SEQ ID NOs: 1 to 4 are based on SEQ ID NO: 1 used in Example 1 and have SEQ ID NO: 2 obtained by changing one base and SEQ ID NOs: 3 and 6 obtained by changing 3 bases. The result of the base change was SEQ ID NO: 4.
The single-stranded DNA ends of SEQ ID NOs: 1 to 4 were added to Thiol-Modifier (G
A thiol (SH) group was introduced by using LenResearch. Subsequently, the DNA was recovered by ordinary deprotection, purified by high performance liquid chromatography, and used in the following experiments. The sequences of SEQ ID NOs: 2 to 4 are shown below. SEQ ID NO: 2 5 ' HS- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-ACTGGCCGT T GTTTTACA 3' SEQ ID NO: 3 5 ' HS- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-ACTGGCCG CTT TTTTACA 3 'SEQ ID NO: 4 5' HS- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-ACTGGC ATCTTG TTTACA 3 '(3) binding the SEQ ID NO: 1 to 4 by BJ printer discharge of DNA probes, and the substrate Using the single-stranded DNA, four types of ejection liquids were prepared in the same manner as described in (4) of Example 1 above, and the four inks for the bubble jet printer used in Example 1 were prepared. Tanks were filled with each liquid, and each ink tank was mounted on a bubble jet head. Next, a glass plate prepared in the same manner as in (1) above was mounted on the printer, and 4 g of the glass plate was placed on the glass plate.
Each of the seed nucleic acid probes was placed on a 3 × 3 mm 4 of the glass plate.
Spotted in each of the two areas. The spotting pattern in each area was the same as in Example 1. After the end of the spotting, the glass plate was allowed to stand in a humidified chamber for 30 minutes to react a maleimide group with a thiol group.

【0098】(4)ブロッキング反応 マレイミド基とチオール基との反応終了後、ガラス板を
1M NaCl/50mMリン酸緩衝液(pH7.0)
溶液で洗浄し、ガラス板表面のDNA溶液を完全に洗い
流した。次いでガラス板を2%ウシ血清アルブミン水溶
液中に浸して2時間放置し、ブロッキング反応を行っ
た。
(4) Blocking reaction After completion of the reaction between the maleimide group and the thiol group, the glass plate was washed with 1M NaCl / 50 mM phosphate buffer (pH 7.0).
After washing with the solution, the DNA solution on the surface of the glass plate was completely washed away. Next, the glass plate was immersed in a 2% bovine serum albumin aqueous solution and left for 2 hours to perform a blocking reaction.

【0099】(5)ハイブリダイゼーション反応 配列番号1のDNAと相補的な塩基配列を有する一本鎖
DNAをDNA自動合成機で合成し、5’末端にローダ
ミンを結合させて標識化一本鎖DNAを得た。この標識
化一本鎖DNAを1M NaCl/50mMリン酸緩衝
液(pH7.0)に最終濃度1μMとなるように溶解
し、(4)で得られたプローブアレイとハイブリダイゼ
ーション反応を3時間行った。その後、プローブアレイ
を1M NaCl/50mMリン酸緩衝液(pH7.
0)溶液にて洗浄してプローブ核酸とハイブリダイズし
なかった一本鎖DNAを洗い流した。次に該プローブア
レイの各々のスポットを蛍光顕微鏡(ニコン(株)社
製)で観察し、その蛍光量を、画像解析装置(商品名:
ARGUS 50;浜松ホトニクス(株)社製)を接続
し、ローダミンBに適するフィルターセットを装着した
倒立型蛍光顕微鏡を用いて定量した。
(5) Hybridization reaction Single-stranded DNA having a base sequence complementary to the DNA of SEQ ID NO: 1 was synthesized by an automatic DNA synthesizer, and rhodamine was bound to the 5 ′ end to label single-stranded DNA. I got This labeled single-stranded DNA was dissolved in 1 M NaCl / 50 mM phosphate buffer (pH 7.0) to a final concentration of 1 μM, and a hybridization reaction with the probe array obtained in (4) was performed for 3 hours. . Thereafter, the probe array was prepared using a 1 M NaCl / 50 mM phosphate buffer (pH 7.0).
0) Single-stranded DNA that did not hybridize with the probe nucleic acid by washing with a solution was washed away. Next, each spot of the probe array was observed with a fluorescence microscope (manufactured by Nikon Corporation), and the amount of the fluorescence was measured using an image analyzer (trade name:
ARGUS 50 (manufactured by Hamamatsu Photonics KK) was connected, and quantification was performed using an inverted fluorescence microscope equipped with a filter set suitable for rhodamine B.

【0100】(6)結果 標識化一本鎖DNAと完全マッチである配列番号1のD
NAプローブのスポットでは4600の蛍光量であるの
に対し、1塩基のミスマッチ配列を有する配列番号2の
DNAプローブのスポットでは、2800の蛍光量が得
られた。また、3塩基ミスマッチを有する配列番号3の
DNAプローブのスポットでは、2100と完全マッチ
の半分以下の蛍光量しか得られず、6塩基ミスマッチの
配列番号4のDNAでは蛍光は観測されなかった。以上
の事から、DNAアレイ基板上で完全相補性の一本鎖D
NAを特異的に検出することができた。
(6) Results D of SEQ ID NO: 1, which is a perfect match with the labeled single-stranded DNA
The spot of the NA probe had a fluorescence amount of 4600, whereas the spot of the DNA probe of SEQ ID NO: 2 having a mismatched sequence of 1 base had a fluorescence amount of 2800. In the spot of the DNA probe of SEQ ID NO: 3 having a 3-base mismatch, only a fluorescence amount of 2100 or less than half of the perfect match was obtained, and no fluorescence was observed in the DNA of SEQ ID NO: 4 having a 6-base mismatch. From the above, the single-stranded D which is completely complementary on the DNA array substrate
NA could be specifically detected.

【0101】実施例3 (液体中のDNAプローブの濃度とバブルジェット吐出
特性) (1)DNAプローブの合成 以下に示す配列番号5の配列を有する一本鎖DNAをD
NA自動合成機を用いて合成し、それを濃度が各々約
0.2mg/ml、2mg/ml、15mg/mlにな
るようにTE溶液(10mM Tris−HCl(pH
8)/1mM EDTA水溶液)に溶解し、濃度の異な
る3種類のDNAプローブ溶液を調製した(正確な濃度
は吸収強度から算出した)。 配列番号:55' GCCTGATCAGGC3' (2)BJプリンターによる吐出 グリセリン7.5%、尿素7.5%、チオジグリコール
7.5%、上記一般式(I)で示される構造を有するア
セチレンアルコール(商品名:アセチレノールEH;川
研ファインケミカル(株)社製)1%を含む水溶液を用
意し、この水溶液を上記(1)で調整した濃度0.2m
g/mlのプローブ溶液に加えて、最終濃度が約0.0
2mg/ml(3μM)に希釈した。この液体を上記実
施例1で用いたバブルジェットプリンタ用のインクタン
クに充填し、このインクタンクを実施例1で用いたバブ
ルジェットプリンタのヘッドに装着した。
Example 3 (Concentration of DNA Probe in Liquid and Bubble Jet Ejection Characteristics) (1) Synthesis of DNA Probe Single-stranded DNA having the sequence of SEQ ID NO: 5
The solution was synthesized using an NA automatic synthesizer, and the TE solution (10 mM Tris-HCl (pH) was adjusted to a concentration of about 0.2 mg / ml, 2 mg / ml, and 15 mg / ml, respectively.
8) / 1 mM EDTA aqueous solution) to prepare three types of DNA probe solutions having different concentrations (the exact concentration was calculated from the absorption intensity). SEQ ID NO: 5 5 ′ GCCTGATCAGGC 3 ′ (2) Discharge by BJ printer 7.5% glycerin, 7.5% urea, 7.5% thiodiglycol, acetylene alcohol having a structure represented by the above general formula (I) (Trade name: acetylenol EH; manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) An aqueous solution containing 1% was prepared, and the aqueous solution was adjusted to a concentration of 0.2 m as adjusted in the above (1).
g / ml of probe solution plus a final concentration of about 0.0
Diluted to 2 mg / ml (3 μM). This liquid was filled in the ink tank for the bubble jet printer used in the first embodiment, and this ink tank was mounted on the head of the bubble jet printer used in the first embodiment.

【0102】次に該プリンタにA4サイズのアルミ板を
装着し、該アルミ板の3×5平方インチのエリアに対し
てスポッティングを行った。ここでのスポッティング
は、上記エリアに360×720dpiの密度でスポッ
ティングされるように設定した。また最初にコントロー
ルとしてBJ620用の市販のインクを該アルミ板上に
印字した。この操作を計4枚のアルミ板に対して行っ
た。
Next, an A4 size aluminum plate was mounted on the printer, and spotting was performed on a 3 × 5 square inch area of the aluminum plate. The spotting here was set so that spotting was performed in the above area at a density of 360 × 720 dpi. First, a commercial ink for BJ620 was printed on the aluminum plate as a control. This operation was performed on a total of four aluminum plates.

【0103】次に各々のアルミ板上にスポットされた核
酸プローブをTE溶液を用いて回収し、ゲル濾過法によ
り精製し、精製された回収核酸プローブの量を吸収スペ
クトルにより測定した。ここで理論的に求められる核酸
プローブの回収量は以下の通りである。即ち本実施例に
用いたプリンターのヘッドから吐出される液滴1つあた
りの体積は24ピコリットルである。そして360×7
20dpiの密度で3×5平方インチのエリアにスポッ
ティングしたアルミ板が4枚であるから、24(ピコリ
ットル)×(720×360)×(3×5)×4枚=3
73μlとなる。この量のプローブ核酸が示す260n
mにおける吸光度と回収された核酸プローブの260n
mにおける吸光度を図3に示す。
Next, the nucleic acid probes spotted on each aluminum plate were recovered using a TE solution, purified by a gel filtration method, and the amount of the purified recovered nucleic acid probes was measured by an absorption spectrum. Here, the recovery amount of the nucleic acid probe theoretically determined is as follows. That is, the volume per droplet ejected from the head of the printer used in this embodiment is 24 picoliter. And 360 × 7
Since there are four aluminum plates spotted in an area of 3 × 5 square inches at a density of 20 dpi, 24 (picoliter) × (720 × 360) × (3 × 5) × 4 sheets = 3
73 μl. 260 n of this amount of probe nucleic acid
absorbance at 300 m and 260 n of the recovered nucleic acid probe
The absorbance at m is shown in FIG.

【0104】上記(2)と全く同様の操作を、濃度2m
g/ml、15mg/ml各々のプローブ溶液について
行った。なお各々の吐出用液体の核酸プローブの最終濃
度は30μM(0.2mg/ml)及び225μM
(1.5mg/ml)とした。各溶液から回収されたプ
ローブ核酸が示す吸光度及び理論的に求められたプロー
ブ核酸量が示す吸光度の結果を図3に示す。
The same operation as in the above (2) was performed at a density of 2 m
g / ml and 15 mg / ml for each probe solution. The final concentration of the nucleic acid probe in each ejection liquid was 30 μM (0.2 mg / ml) and 225 μM
(1.5 mg / ml). FIG. 3 shows the results of the absorbance of the probe nucleic acid recovered from each solution and the absorbance of the theoretically determined amount of probe nucleic acid.

【0105】(3)結果 図3から分かるように核酸プローブの実際の吐出量は理
論的に予想される値に近い値であった。この事からバブ
ルジェット法を用いての核酸プローブの吐出において、
バブルジェットヘッドのヒータ部への核酸プローブの焦
げ付きなどによる核酸プローブの量的損失は認められな
い。また各々の濃度の液体を用いてのアルミ板へのスポ
ッティング工程中、ヘッドのトラブル、例えば不吐出等
は一切発生しなかった。またコントロールとしてアルミ
板にスポッティングしたバブルジェットプリンター用イ
ンクのスポットと核酸プローブのスポットを目視にて対
比したところ、濃度3μM及び30μMの液体を用いて
作成したスポットのスポッティング状況は、インクスポ
ットのそれと殆ど同様であった。また濃度225μMの
液体を用いて作成したスポットはインクスポットと比較
して若干の乱れが認められた。
(3) Results As can be seen from FIG. 3, the actual ejection amount of the nucleic acid probe was close to the theoretically expected value. From this fact, in discharging the nucleic acid probe using the bubble jet method,
No quantitative loss of the nucleic acid probe due to scorching of the nucleic acid probe on the heater portion of the bubble jet head is observed. During the spotting process on the aluminum plate using the liquids of the respective concentrations, no trouble of the head, for example, non-discharge etc. occurred. As a control, spots of ink for a bubble jet printer spotted on an aluminum plate and spots of a nucleic acid probe were visually compared. The spotting conditions of spots formed using liquids having concentrations of 3 μM and 30 μM were almost the same as those of the ink spots. It was similar. In addition, spots formed using a liquid having a concentration of 225 μM were slightly disturbed as compared with ink spots.

【0106】実施例4 (バブルジェットプロセスが核酸プローブに与える影響
の検討) (1)核酸プローブの合成 アデニン(以降「A」と記載)からなる塩基長10me
r(合成品)、oligoA(40−60mer;ファ
ルマシア社製)、poly(dA)(300〜400m
er;ファルマシア社製)をそれぞれTE溶液で希釈し
て最終濃度が1mg/mlになるよう調製し、長さの異
なる核酸プローブ溶液を用意した。なお10merの塩
基配列(配列番号:6)は以下の通りである。 配列番号:65' AAAAAAAAAA3' (2)バブルジェットプリンターによるDNA溶液の吐
出 グリセリン7.5wt%、尿素7.5wt%及び上記一
般式(I)で示されるアセチレンアルコール(商品名:
アセチレノールEH;川研ファインケミカル)1wt%
を含む水溶液を用意し、この水溶液で上記(1)で作成
した各々の核酸プローブ溶液を最終濃度が約0.1mg
/mlとなるように希釈した。
Example 4 (Evaluation of Effect of Bubble Jet Process on Nucleic Acid Probe) (1) Synthesis of Nucleic Acid Probe Base length of 10 me consisting of adenine (hereinafter referred to as “A”)
r (synthetic product), oligoA (40-60 mer; manufactured by Pharmacia), poly (dA) (300-400 m
er; Pharmacia Co.) was diluted with a TE solution to prepare a final concentration of 1 mg / ml, and nucleic acid probe solutions having different lengths were prepared. The base sequence of 10 mer (SEQ ID NO: 6) is as follows. SEQ ID NO: 6 5 ′ AAAAAAAAAA 3 ′ (2) Discharge of DNA solution by bubble jet printer 7.5% by weight of glycerin, 7.5% by weight of urea and acetylene alcohol represented by the above general formula (I) (trade name:
Acetyleneol EH; Kawaken Fine Chemical) 1 wt%
Is prepared, and each of the nucleic acid probe solutions prepared in the above (1) is prepared using the aqueous solution to a final concentration of about 0.1 mg.
/ Ml.

【0107】実施例3と同様カートリッジに充填した各
々の核酸プローブ溶液をアルミ板上に吐出させ、スポッ
ティング状況を目視にて観察した。その結果塩基長10
mer及び40〜60merの核酸プローブに関して
は、アルミ板上に独立したスポットが整然と並んだプロ
ーブアレイが得られた。また300〜400merの核
酸プローブに関しても、基本的には同様のプローブアレ
イが得られたが、隣接するスポット同士が繋がっている
部分が認められた。これは核酸プローブの塩基鎖が長い
ことに起因する液体の物性変化が生じ、バブルジェット
ヘッドからの吐出の方向性が若干不正確になった為と考
えられる。
As in Example 3, each nucleic acid probe solution filled in the cartridge was discharged onto an aluminum plate, and spotting conditions were visually observed. As a result, the base length is 10
For the mer and 40-60 mer nucleic acid probes, a probe array in which independent spots were neatly arranged on an aluminum plate was obtained. In addition, for the 300 to 400 mer nucleic acid probe, basically the same probe array was obtained, but a portion where adjacent spots were connected was recognized. This is considered to be because the physical properties of the liquid were changed due to the long base chain of the nucleic acid probe, and the directionality of ejection from the bubble jet head was slightly inaccurate.

【0108】次に各々の核酸プローブ溶液を用いて作成
したプローブアレイ上のスポットを実施例3と同様にし
て回収した。回収した核酸プローブ溶液100μlを逆
相HPLCで分析し、吐出前の溶液との比較によって核
酸プローブの切断の有無を調べた。なお逆相HPLCの
溶出は1Mトリエチルアミンアセテートを含む7〜70
%アセトニトリル濃度勾配により行った。その結果、切
断されたと考えられる様なDNA断片は観測されず、よ
って核酸プローブはバブルジェット法での吐出によって
も変質を受けなかったことが確認できた。また回収した
核酸プローブの定量を実施例3と同様にして行った結
果、図4に示すように3種類の長さの核酸プローブはほ
ぼ理論値通りの量が回収された。
Next, spots on the probe array prepared using the respective nucleic acid probe solutions were collected in the same manner as in Example 3. 100 μl of the collected nucleic acid probe solution was analyzed by reverse phase HPLC, and the presence or absence of cleavage of the nucleic acid probe was examined by comparison with the solution before ejection. The elution by reverse phase HPLC was carried out for 7-70 containing 1 M triethylamine acetate.
Performed with a% acetonitrile gradient. As a result, no DNA fragment considered to have been cleaved was observed, and thus it was confirmed that the nucleic acid probe was not degraded by the ejection by the bubble jet method. Further, as a result of quantifying the recovered nucleic acid probes in the same manner as in Example 3, as shown in FIG. 4, the nucleic acid probes of three different lengths were recovered in almost the same amount as the theoretical value.

【0109】実施例5 (反応時間の検討)実施例1の(4)において、核酸プ
ローブがスポッティングされた表面処理ガラス板を加湿
チャンバー中に10分、90分、一晩室温(25℃)放
置した以外は実施例1と同様にしてプローブアレイを製
造し、各々のプローブアレイをハイブリダイゼーション
反応に供した。その結果90分、及び一晩反応させたプ
ローブアレイについては、全て実施例1で得られたプロ
ーブアレイが示す蛍光強度と同程度の蛍光強度を与え
た。このことからガラス板表面のマレイミド基と核酸プ
ローブ末端のチオール基との結合反応は30分でほぼ終
了している事が明らかになった。一方反応時間が10分
のプローブアレイは実施例1のそれに比べて、70%程
度の蛍光量であった。
Example 5 (Study of Reaction Time) In (4) of Example 1, the surface-treated glass plate on which the nucleic acid probe was spotted was left in a humidified chamber for 10 minutes, 90 minutes, and room temperature (25 ° C.) overnight. A probe array was manufactured in the same manner as in Example 1 except that the probe array was prepared, and each probe array was subjected to a hybridization reaction. As a result, all of the probe arrays reacted for 90 minutes and overnight were given the same fluorescence intensity as that of the probe array obtained in Example 1. From this, it became clear that the binding reaction between the maleimide group on the glass plate surface and the thiol group at the terminal of the nucleic acid probe was almost completed in 30 minutes. On the other hand, the probe array having a reaction time of 10 minutes had a fluorescence amount of about 70% as compared with that of Example 1.

【0110】実施例6 (バブルジェットプリンタを用いたPNAプローブアレ
イの製造、及びそのプローブアレイを用いた標的核酸の
検出) (1)上記実施例1の(1)及び(2)と全く同様にし
てプローブアレイ用の表面処理を施したガラス板を用意
した。
Example 6 (Production of PNA Probe Array Using Bubble Jet Printer and Detection of Target Nucleic Acid Using the Probe Array) A glass plate having been subjected to a surface treatment for a probe array was prepared.

【0111】(2)プローブPNAの合成 下記配列番号7及び8の塩基配列を有するプロテイン核
酸(PNA)(日本パーセプティブ(株)社製)を用意
した。このPNAはN末端(DNAの5’末端に相当)
にシステイン残基(Cysと表記)が結合され、その結
果としてN末端にチオール基が導入されている。また配
列番号8のPNAプローブは配列番号7のPNAプロー
ブを一塩基変化させたものである。 配列番号:7N Cys-NH(CH2)2-O-(CH2)2-O-CH2CONH-ACTGGCCGTCGTTTTAC
AC 配列番号:8N Cys-NH(CH2)2-O-(CH2)2-O-CH2CONH-ACTGGCCGTTGTTTTAC
AC (3)BJプリンターによるPNAプローブの吐出、お
よび基板への結合 上記各々のPNAプローブを100μlの0.1wt%
トリフルオロ酢酸に最終濃度が80μMとなる様に溶解
し、次いでグリセリン7.5wt%、尿素7.5wt
%、チオジグリコール7.5wt%、及び上記一般式
(I)で示されるアセチレンアルコール(商品名:アセ
チレノールEH;川研ファインケミカル(株)社製)1
wt%を含む水溶液を上記PNAのトリフルオロ酢酸溶
液に加えて、PNAプローブの最終濃度が8μMとなる
ように調整した。この液体の表面張力は30〜50dy
n/cmの範囲内であり、また粘度は1〜5cpsの範
囲内であった。
(2) Synthesis of Probe PNA A protein nucleic acid (PNA) (produced by Nippon Perceptive Co., Ltd.) having the base sequences of SEQ ID NOs: 7 and 8 was prepared. This PNA is N-terminal (corresponding to the 5 'end of DNA)
Has a cysteine residue (denoted as Cys), and as a result, a thiol group has been introduced at the N-terminus. The PNA probe of SEQ ID NO: 8 is obtained by changing the PNA probe of SEQ ID NO: 7 by one base. SEQ ID NO: 7 N Cys-NH (CH 2 ) 2 -O- (CH 2 ) 2 -O-CH 2 CONH-ACTGGCCGTCGTTTTAC
A C SEQ ID NO: 8 N Cys-NH (CH 2 ) 2 -O- (CH 2 ) 2 -O-CH 2 CONH-ACTGGCCGT T GTTTTAC
A C (3) Discharge of PNA probe by BJ printer and binding to substrate 100 μl of each of the above PNA probes was 0.1 wt%
Dissolve in trifluoroacetic acid to a final concentration of 80 μM, then 7.5% glycerin, 7.5% urea
%, Thiodiglycol 7.5 wt%, and acetylene alcohol represented by the general formula (I) (trade name: acetylenol EH; manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.) 1
An aqueous solution containing wt% was added to the PNA trifluoroacetic acid solution to adjust the final concentration of the PNA probe to 8 μM. The surface tension of this liquid is 30-50 dy
n / cm and the viscosity was in the range of 1-5 cps.

【0112】このPNAプローブ溶液各々を、実施例2
の(3)に記載したのと同様にして上記(1)で作成し
たガラス板上の各々のエリアにスポッティングした。ス
ポッティング終了後、3時間加湿チャンバー内に静置
し、マレイミド基とチオール基とを反応させた。
Each of the PNA probe solutions was prepared in Example 2.
Spotting was performed on each area on the glass plate prepared in the above (1) in the same manner as described in (3). After the completion of the spotting, the mixture was allowed to stand in a humidified chamber for 3 hours to react a maleimide group with a thiol group.

【0113】なお上記プリンタの1吐出動作あたりのP
NAプローブ溶液の吐出量は約24plであった。
It should be noted that P per ejection operation of the printer is
The discharge amount of the NA probe solution was about 24 pl.

【0114】(4)ブロッキング反応 マレイミド基とチオール基との反応終了後、ガラス板を
1M NaCl/50mMリン酸緩衝液(pH7.0)
溶液で洗浄し、ガラス板表面のPNAを含む液体を完全
に洗い流した。次いでガラス板を2%ウシ血清アルブミ
ン水溶液中に浸して3時間放置し、ブロッキング反応を
行った。
(4) Blocking reaction After the reaction between the maleimide group and the thiol group was completed, the glass plate was washed with a 1 M NaCl / 50 mM phosphate buffer (pH 7.0).
After washing with the solution, the liquid containing PNA on the surface of the glass plate was completely washed away. Next, the glass plate was immersed in a 2% bovine serum albumin aqueous solution and left for 3 hours to perform a blocking reaction.

【0115】(5)ハイブリダイゼーション反応 配列番号7のPNAと相補的な塩基配列を有する一本鎖
DNAをDNA自動合成機で合成し、5’末端にローダ
ミンを結合させて標識化した一本鎖DNAを得た。この
標識化一本鎖DNAを10mMリン酸緩衝液(pH7.
0)に最終濃度5nMとなるように溶解し(溶液量1m
l)、このDNA溶液中に上記(4)で得たブロッキン
グ処理したPNAプローブアレイを浸漬し、室温(25
℃)で12時間ハイブリダイゼーション反応を行った。
その後、プローブアレイを10mMリン酸緩衝液(pH
7.0)溶液で洗浄してPNAプローブとハイブリダイ
ズしなかった一本鎖DNAを洗い流した。次に該プロー
ブアレイのスポットの蛍光量を、画像解析装置(商品
名:ARGUS 50;浜松ホトニクス(株)社製)を
接続し、ローダミンBに適するフィルターセットを装着
した倒立型蛍光顕微鏡を用いて定量した。
(5) Hybridization reaction A single-stranded DNA having a base sequence complementary to PNA of SEQ ID NO: 7 was synthesized by an automatic DNA synthesizer, and a single-stranded DNA was labeled by binding rhodamine to the 5 'end. DNA was obtained. This labeled single-stranded DNA was treated with 10 mM phosphate buffer (pH 7.
0) to a final concentration of 5 nM (solution volume 1 m).
1) The PNA probe array subjected to the blocking treatment obtained in the above (4) was immersed in this DNA solution,
C) for 12 hours.
Thereafter, the probe array was placed in a 10 mM phosphate buffer (pH
7.0) The solution was washed to remove single-stranded DNA that did not hybridize with the PNA probe. Next, the amount of fluorescence at the spot of the probe array was measured using an inverted fluorescence microscope connected to an image analyzer (trade name: ARGUS 50; manufactured by Hamamatsu Photonics KK) and fitted with a filter set suitable for rhodamine B. Quantified.

【0116】(6)結果 標識化一本鎖DNAと完全マッチである配列番号7のP
NAプローブでは2400の蛍光量であったのに対して
1塩基ミスマッチ配列を有する配列番号8のPNAプロ
ーブでは約半分の1100であった。以上のことからP
NAアレイ上で完全相補性の一本鎖DNAを特異的に検
出することができた。
(6) Results The P of SEQ ID NO: 7, which is a perfect match with the labeled single-stranded DNA
The fluorescence amount of the NA probe was 2,400, whereas that of the PNA probe of SEQ ID NO: 8 having a single base mismatch sequence was 1,100, which is about half. From the above, P
It was possible to specifically detect perfectly complementary single-stranded DNA on the NA array.

【0117】またハイブリダイゼーション後の、各スポ
ットが蛍光発光している状態のプローブアレイを蛍光顕
微鏡(ニコン(株)社製)を用いて観察した。その結果
本実施例にかかるプローブアレイでは、 a)各々のスポットがほぼ円形であって、またその直径
が約200μmの範囲内にあること、 b)隣接するスポットとの間には、約50μmのスペー
スが有り、各々のスポットが互いに明確に独立している
こと、 c)スポットの行と列が揃っていることが明らかとなっ
た。
After hybridization, the probe array in which each spot emits fluorescence was observed using a fluorescence microscope (manufactured by Nikon Corporation). As a result, in the probe array according to the present embodiment, a) each spot is substantially circular and its diameter is within a range of about 200 μm; b) about 50 μm between adjacent spots There was space, and each spot was clearly independent of each other. C) It became clear that the rows and columns of the spots were aligned.

【0118】このことはプローブアレイ上でハイブリダ
イズしたスポットの自動検出等を行わせる上で極めて有
効である。
This is extremely effective in automatically detecting hybridized spots on the probe array.

【0119】更にハイブリダイゼーション反応時、及び
その後の未反応の一本鎖DNAの除去に用いる溶液に塩
化ナトリウムを含有させる必要が無いため、蛍光の観察
中に塩化ナトリウムの析出に注意する必要がなく、プロ
ーブアレイ上のハイブリッドの検出をより容易に行うこ
とができた。また保存上も密封の必要がなく、取扱いが
容易であった。
Further, since it is not necessary to add sodium chloride to the solution used for the hybridization reaction and thereafter for removing unreacted single-stranded DNA, it is not necessary to pay attention to the precipitation of sodium chloride during the observation of fluorescence. Thus, detection of hybrids on the probe array could be performed more easily. Also, there was no need for sealing during storage, and handling was easy.

【0120】なおPNAプローブのスポット径が実施例
1で得たプローブアレイのスポットよりも大きい理由は
明らかでないが、本発明者らはPNAプローブはDNA
プローブと比較して若干水溶性が劣るとの知見を得てお
り、両者の水溶性の差が各々のインクジェット吐出液の
表面張力に差異を生じさせる結果、スポット径が異なっ
ているものと推測される。
It is not clear why the spot diameter of the PNA probe is larger than the spot of the probe array obtained in Example 1.
It has been found that the water solubility is slightly inferior to that of the probe. You.

【0121】実施例7 (表面にエポキシ基を導入したプローブアレイ用ブラッ
クマトリクス付ガラス基板の調製及びその評価) (1)合成石英からなるガラス基板(50mm×50m
m)を、2wt%水酸化ナトリウム水溶液を用いて超音
波洗浄し、次いでUVオゾン処理を行なって表面を清浄
化した。エポキシ基を結合したシラン化合物(γ−グリ
シドキシプロピルトリメトキシシラン)を含むシランカ
ップリング剤(商品名:KBM403;信越化学工業株
式会社製)を1wt%含有する50wt%メタノール水
溶液を室温下で3時間攪拌し、上記シラン化合物中のメ
トキシ基を加水分解した。ついでこの溶液を上記基板表
面にスピンコーターで塗布し、100℃で5分間加熱、
乾燥して基板表面にエポキシ基を導入した。 (2)次にカーボンブラックを含有するDEEP−UV
レジスト(ブラックマトリクス用ネガ型レジスト)(商
品名:BK−739P;新日鉄化学株式会社製)をスピ
ンコータで硬化後の膜厚が5μmとなるように塗布し、
この基板をホットプレートで80℃で5分間加熱して硬
化させた。DEEP−UV露光装置を用いて1cm×1
cmの領域に、図5における隣接ウェル間の距離(X)
が100μm、及びウェルの形状が100μm×100
μmの正方形となるようにパターニングされたマスクを
用いてプロキシミティ露光し、次いで無機アルカリ水溶
液の現像液で、スピン現像機を用いて現像し、更に純水
で洗浄して現像液を完全に除去した。次にスピン乾燥機
を用いて簡単に乾燥し、その後クリーンオーブン中で1
80℃で30分間加熱してレジストを本硬化させ、所定
の配列でウェルが2500個配置され、隣接するウェル
がブラックマトリクスで隔離された基板を得た。なお各
ウェルの容積は50ピコリットル(pl)と計算され
る。この時点でブラックマトリクス表面の水に対する接
触角は93°と濡れにくく、またウェル底面の水に対す
る接触角は35°と濡れやすかった。
Example 7 (Preparation and Evaluation of Glass Substrate with Black Matrix for Probe Array Having Epoxy Group Introduced on Surface) (1) Glass substrate made of synthetic quartz (50 mm × 50 m
m) was subjected to ultrasonic cleaning using a 2 wt% sodium hydroxide aqueous solution, and then subjected to UV ozone treatment to clean the surface. A 50 wt% methanol aqueous solution containing 1 wt% of a silane coupling agent (trade name: KBM403; manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) containing a silane compound (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane) having an epoxy group bonded thereto at room temperature. After stirring for 3 hours, the methoxy group in the silane compound was hydrolyzed. Next, this solution was applied to the surface of the substrate by a spin coater, and heated at 100 ° C. for 5 minutes.
After drying, an epoxy group was introduced on the substrate surface. (2) Next, DEEP-UV containing carbon black
A resist (a negative type resist for a black matrix) (trade name: BK-739P; manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) is applied by a spin coater so that the film thickness after curing becomes 5 μm.
The substrate was cured by heating at 80 ° C. for 5 minutes on a hot plate. 1cm x 1 using DEEP-UV exposure equipment
In the area of cm, the distance (X) between adjacent wells in FIG.
Is 100 μm, and the shape of the well is 100 μm × 100
Proximity exposure using a mask patterned into a μm square, developed with a developer of an inorganic alkali aqueous solution using a spin developer, and further washed with pure water to completely remove the developer did. Then dry briefly using a spin drier and then dry in a clean oven for 1 hour.
The resist was fully cured by heating at 80 ° C. for 30 minutes to obtain a substrate in which 2500 wells were arranged in a predetermined arrangement and adjacent wells were isolated by a black matrix. The volume of each well is calculated as 50 picoliter (pl). At this time, the contact angle of the black matrix surface to water was 93 °, which was difficult to wet, and the contact angle of the bottom surface of the well to water was 35 °, which was easy to wet.

【0122】(3)10μMのローダミンB水溶液をバ
ブルジェットプリンター(商品名:BJC620:キヤ
ノン(株)社製)用インクタンクに充填し、前記実施例
1で用いたバブルジェットプリンタのバブルジェットヘ
ッドに装着した。そして上記(1)及び(2)で用意し
た固相をプリンタに装着し、該固相のウェルに、市松パ
ターン(ひとつおき)にローダミンB水溶液を供給し
た。なお1ウェルあたりの供給量は約50plである。
またこのプリンタの吐出位置決め精度は±2.5μmで
ある。次に10μMのアミノFITCの水溶液を別のイ
ンクタンクに充填し、上記プリンタのバブルジェットヘ
ッドに装着して、先にローダミンB水溶液を供給したウ
ェルに隣接する別のウェルに供給した。ここでローダミ
ンB及びアミノFITCを用いたのは水溶性でありイン
クジェットヘッドからの吐出が容易に行なえること、及
び蛍光の観察によってウェルに供給された液体の状態や
クロスコンタミネーションを確認できる為である。
(3) A 10 μM aqueous solution of Rhodamine B was filled in an ink tank for a bubble jet printer (trade name: BJC620: manufactured by Canon Inc.), and the solution was charged into the bubble jet head of the bubble jet printer used in the first embodiment. I attached it. Then, the solid phase prepared in the above (1) and (2) was mounted on a printer, and a rhodamine B aqueous solution was supplied to the wells of the solid phase in a checkered pattern (every other). The supply amount per well is about 50 pl.
The ejection positioning accuracy of this printer is ± 2.5 μm. Next, an aqueous solution of 10 μM amino FITC was filled in another ink tank, mounted on a bubble jet head of the printer, and supplied to another well adjacent to the well to which the aqueous solution of rhodamine B was previously supplied. Here, rhodamine B and amino FITC were used because they are water-soluble and can be easily ejected from the inkjet head, and the state of liquid supplied to the well and cross contamination can be confirmed by observing fluorescence. is there.

【0123】(4)蛍光顕微鏡(ニコン(株)社製)に
G励起フィルター(ローダミンB用)、B励起フィルタ
ー(アミノFITC用)を装着し、倍率100倍にてウ
ェルに供給された各々の水溶液の状態を蛍光で観察し
た。その結果各々の水溶液とも、液滴を形成することな
くウェル内に均一に供給されていた。また各々のウェル
からは互いに他の色素の蛍光は観察されず、クロスコン
タミネーションは認められなかった。
(4) A G excitation filter (for rhodamine B) and a B excitation filter (for amino FITC) were mounted on a fluorescence microscope (manufactured by Nikon Corporation), and each of the components supplied to the well at a magnification of 100 times was used. The state of the aqueous solution was observed with fluorescence. As a result, each aqueous solution was uniformly supplied into the well without forming droplets. Further, no fluorescence of other dyes was observed from each well, and no cross-contamination was observed.

【0124】実施例8 (実施例7の基板を用いたプローブアレイの調製及びそ
れを用いた標的核酸の検出) (1)実施例7と同様の方法によりブラックマトリクス
(BM)付の基板を作成した。 (2)DNAプローブとして5’末端の水酸基にリン酸
基とヘキサメチレンを介してアミノ基を結合した18量
体のオリゴマー(配列番号:9)、配列番号9のオリゴ
マーに対して1個のヌクレオチドがミスマッチのプロー
ブ(配列番号:10)、及び配列番号9のオリゴマーに
対して2個のヌクレオチドがミスマッチのプローブ(配
列番号:11)(全て日本製粉株式会社製、HPLCグ
レード)を用意した。配列番号9のオリゴマーの塩基配
列は、一本鎖DNAであるM13mp18−ssDNA
のマルチプルクローニングサイトの一部の塩基配列に相
補的な配列である。以下に配列番号:9〜11の塩基配
列とリンケージの構造を示す。 配列番号:95' NH2-(CH2)6-O-PO2-O-TGTAAAACGACGGCCAGT3' 配列番号:105' NH2-(CH2)6-O-PO2-O-TGTAAAACCACGGCCAGT3' 配列番号:115' NH2-(CH2)6-O-PO2-O-TGTATAACCACGCCCAGT3' (3)上記配列番号9〜11のDNAプローブに対して
完全相補的な一本鎖DNAを合成した。次にNaClを
50mMの濃度で含むTE溶液(pH8)に、各DNA
プローブ及び一本鎖DNAを最終濃度が100μMとな
るように溶解し、DNAプローブ溶液及び一本鎖DNA
溶液を調製した。そしてDNAプローブを含む溶液10
0μlに対して各々のDNAプローブに相補的な一本鎖
DNAを含む溶液を100μl加えて混合し、各々の混
合溶液を90℃から25℃まで直線的に2時間かけて冷
却し、各々のDNAプローブと各々の一本鎖核酸とのハ
イブリッドを形成させた。次に上記配列番号:9〜11
の各DNAプローブのハイブリッドを含む溶液を、グリ
セリン7.5wt%、尿素7.5wt%、チオジグリコ
ール7.5wt%、及び前記一般式(I)で示されるア
セチレンアルコール(商品名:アセチレノールEH;川
研ファインケミカル(株)社製)1wt%を含む水溶液
に加え、ハイブリッドの最終濃度が8μMとなるように
調整した。各々のDNAプローブのハイブリッドを含む
これらの液体の表面張力は何れも30〜50dyne/
cmの範囲内であり、また粘度も1〜5cps(E型粘
度計:東京計器(株)社製)の範囲内であった。
Example 8 (Preparation of Probe Array Using the Substrate of Example 7 and Detection of Target Nucleic Acid Using It) (1) A substrate with a black matrix (BM) was prepared in the same manner as in Example 7. did. (2) an 18-mer oligomer (SEQ ID NO: 9) in which a hydroxyl group at the 5 ′ end is linked to an amino group via a phosphate group and hexamethylene as a DNA probe (SEQ ID NO: 9), one nucleotide for the oligomer of SEQ ID NO: 9 And a probe (SEQ ID NO: 11) having two nucleotides mismatched with the oligomer of SEQ ID NO: 9 (all manufactured by Nippon Flour Milling Co., Ltd., HPLC grade). The base sequence of the oligomer of SEQ ID NO: 9 is M13mp18-ssDNA, which is a single-stranded DNA.
Is a sequence complementary to a part of the nucleotide sequence of the multiple cloning site. The base sequences of SEQ ID NOS: 9 to 11 and the structure of the linkage are shown below. SEQ ID NO: 9 5 ' NH 2- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-TGTAAAACGACGGCCAGT 3' SEQ ID NO: 10 5 ' NH 2- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-TGTAAAAC C ACGGCCAGT 3 ′ SEQ ID NO: 11 5 ′ NH 2 — (CH 2 ) 6 —O—PO 2 —O-TGTA T AAC C ACGCCCAGT 3 ′ (3) Completely complementary to the above DNA probes of SEQ ID NOs: 9 to 11 Single-stranded DNA was synthesized. Next, each DNA was added to a TE solution (pH 8) containing NaCl at a concentration of 50 mM.
The probe and single-stranded DNA were dissolved to a final concentration of 100 μM, and the DNA probe solution and single-stranded DNA were dissolved.
A solution was prepared. And a solution 10 containing a DNA probe.
To 0 μl, 100 μl of a solution containing single-stranded DNA complementary to each DNA probe was added and mixed, and each mixed solution was cooled linearly from 90 ° C. to 25 ° C. over 2 hours. A hybrid of the probe and each single-stranded nucleic acid was formed. Next, the above SEQ ID NOs: 9 to 11
A solution containing a hybrid of each of the DNA probes described above was prepared by mixing 7.5 wt% of glycerin, 7.5 wt% of urea, 7.5 wt% of thiodiglycol, and acetylene alcohol represented by the general formula (I) (trade name: acetylenol EH; It was added to an aqueous solution containing 1 wt% (Kawaken Fine Chemical Co., Ltd.), and the final concentration of the hybrid was adjusted to 8 μM. The surface tension of each of these liquids containing the hybrid of each DNA probe is 30 to 50 dyne /
cm and the viscosity was within a range of 1 to 5 cps (E-type viscometer: manufactured by Tokyo Keiki Co., Ltd.).

【0125】次にバブルジェットプリンター(商品名:
BJC620;キヤノン(株)社製)用インクタンクを
3個用意し、各々のインクタンクに上記の3種のハイブ
リッド溶液を充填し、実施例1で用いたバブルジェット
プリンタのヘッドに装着した。また上記(1)及び
(2)で作成したBM付ガラス基板をセットし、まず配
列番号9のDNAプローブのハイブリッドを含む溶液を
1列目のウェル(図6の131)に供給した。次に配列
番号10のDNAプローブのハイブリッドを含む溶液を
上記1列目のウェルに隣接する2列日目ウェル(図6の
133)に供給し、更に配列番号11のDNAプローブ
のハイブリッドを含む溶液を上記2列目のウェルに隣接
する3列目のウェル(図6の135)に供給した。なお
1つのウェルに対して何れのハイブリッド溶液を4回吐
出して約100pl供給した。この量は1つのウェルの
容積の約2倍であるが、顕微鏡で各ウェルを観察したと
ころ、供給されたハイブリッド溶液はウェルの開口部か
らは盛り上がって存在しているが、疎水性のマトリクス
によってウェル内に止まっており、ウェル間でのクロス
コンタミネーションは観察されなかった。
Next, a bubble jet printer (trade name:
Three ink tanks for BJC620 (manufactured by Canon Inc.) were prepared, and each of the ink tanks was filled with the above-mentioned three types of hybrid solutions, and was attached to the head of the bubble jet printer used in Example 1. Further, the glass substrate with BM prepared in the above (1) and (2) was set, and first, a solution containing the hybrid of the DNA probe of SEQ ID NO: 9 was supplied to the well in the first row (131 in FIG. 6). Next, a solution containing the hybrid of the DNA probe of SEQ ID NO: 10 is supplied to the second row day well (133 in FIG. 6) adjacent to the well of the first row, and the solution containing the hybrid of the DNA probe of SEQ ID NO: 11 is further supplied. Was supplied to the wells in the third row (135 in FIG. 6) adjacent to the wells in the second row. Each hybrid solution was discharged four times to one well and supplied at about 100 pl. Although this volume is about twice the volume of one well, when each well was observed with a microscope, the supplied hybrid solution was raised from the opening of the well. It stayed in the well and no cross-contamination between the wells was observed.

【0126】次に基板を25℃、湿度100%の恒温恒
湿槽に12時間置き、プローブのアミノ基とウェルのエ
ポキシ基とを反応させた。なおプローブの塩基のアミノ
基は完全相補的な一本鎖DNAとハイブリッドを形成し
ているため、各ウェルのエポキシ基と反応することはな
い。
Next, the substrate was placed in a thermo-hygrostat at 25 ° C. and 100% humidity for 12 hours to allow the amino group of the probe to react with the epoxy group of the well. In addition, since the amino group of the base of the probe forms a hybrid with the completely complementary single-stranded DNA, it does not react with the epoxy group in each well.

【0127】(4)次に基板を80℃の純水で10分間
洗浄し、基板に結合しているプローブとハイブリッドを
組んでいる相補鎖をプローブから解離させると共に洗い
流した。次いで基板を1%エタノールアミン水溶液で室
温下で1時間処理し、各ウェル内の未反応のエポキシ基
を開環させた。次に基板を純水で洗浄、乾燥した。
(4) Next, the substrate was washed with pure water at 80 ° C. for 10 minutes to dissociate and wash away the complementary strand forming a hybrid with the probe bound to the substrate. Next, the substrate was treated with a 1% aqueous solution of ethanolamine for 1 hour at room temperature to open unreacted epoxy groups in each well. Next, the substrate was washed with pure water and dried.

【0128】上記(4)の繰作によってウェル内のDN
Aプローブと反応しなかったエポキシ基は開環して水酸
基となり、また反応させたエタノールアミンにも水酸基
が存在するためウェルの底面はより親水性が高くなり、
後述の標的一本鎖DNAを含む溶液のウェルへの供給の
際に有利となる。
The DN in the well is obtained by repeating the above (4).
The epoxy group that did not react with the A probe is opened to form a hydroxyl group, and the hydroxyl group is also present in the reacted ethanolamine, so that the bottom surface of the well becomes more hydrophilic,
This is advantageous when a solution containing the target single-stranded DNA described below is supplied to the well.

【0129】(5)次にNaClを50mMの濃度で含
むTE溶液(pH8)に配列番号9のDNAプローブに
対する完全相補性の一本鎖DNAを最終濃度が10μM
となるように溶解し、この溶液に上記(4)で得たウェ
ルにエポキシ基を導入したプローブアレイを浸漬し、8
0℃から25℃まで2時間かけて降温しハイブリタイゼ
ーション反応を行なった。ついで20℃で10mMのN
aClを含むTE緩衝液(pH8)で基板を20分間洗
浄したのちスピン転燥機で表面の洗浄液を除去した。
(5) Next, a single-stranded DNA that is completely complementary to the DNA probe of SEQ ID NO: 9 was added to a TE solution (pH 8) containing NaCl at a concentration of 50 mM at a final concentration of 10 μM.
The probe array having the epoxy group introduced into the well obtained in the above (4) was immersed in this solution,
The temperature was lowered from 0 ° C. to 25 ° C. over 2 hours to carry out a hybridization reaction. Then, at 20 ° C., 10 mM N
After washing the substrate with a TE buffer solution (pH 8) containing aCl for 20 minutes, the washing solution on the surface was removed with a spin dryer.

【0130】(6)次にNaClを50mMの濃度で含
むTE溶液(pH8.0)に、二本鎖核酸にインターカ
レートして初めて蛍光を発する、2−メチル−4、6−
ビス(4−N,N−ジメチルアミノフェニル)ピリリウ
ムアイオタイド(以下「P2」と略)をその濃度が10
μMとなるように溶解し、この溶液を上記インクジェッ
トプリンタ用のインクタンクに充填して上記インクジェ
ットプリンタのヘッドに取り付けた。また上記(5)に
てハイブリダイゼーションを行なった基板を上記プリン
タにセットし、各々のウェルに対してP2溶液を100
plづつ供給したのち、乾燥を防止するために湿度10
0%の専用チャンバー内で5分間放置し、チャンバー内
に保持したまま倒立型の顕微鏡(商品名:IMT2;オ
リンパス光学株式会社製、倍率:100倍、蛍光顕微鏡
用のフィルターキューブ(励起用フィルター455nm
から595nm(透過)、ダイクロイックミラー620
nm、蛍光用バリアーフィルター610nmから725
nm(透過))を使用)にICCDカメラ(商品名:C
2400−87;浜松ホトニクス社製)とイメージプロ
セッサ(商品名:ARGUS 50;浜松ホトニクス社
製)を接続し、蛍光を観察定量した。なお観察エリアは
25μm×25μm、インテグレーション×64、AR
GUS 50の増幅レベルは適宜設定した。
(6) Next, 2-methyl-4,6-methyl which emits fluorescence only when intercalated into a double-stranded nucleic acid is added to a TE solution (pH 8.0) containing NaCl at a concentration of 50 mM.
Bis (4-N, N-dimethylaminophenyl) pyrylium iodide (hereinafter abbreviated as "P2") having a concentration of 10
The solution was dissolved to a concentration of μM, and the solution was filled in the ink tank for the ink jet printer and attached to the head of the ink jet printer. Further, the substrate subjected to the hybridization in the above (5) is set in the printer, and the P2 solution is added to each well with 100 μl.
pl after each supply, humidity 10 to prevent drying
It was left in a dedicated chamber of 0% for 5 minutes, and an inverted microscope (trade name: IMT2; manufactured by Olympus Optical Co., Ltd., magnification: 100 times, filter cube for fluorescence microscope (excitation filter 455 nm)
From 595 nm (transmission), dichroic mirror 620
nm, fluorescence barrier filter from 610 nm to 725
nm (transmission))) for the ICCD camera (trade name: C
2400-87; Hamamatsu Photonics, Inc.) and an image processor (trade name: ARGUS 50; Hamamatsu Photonics, Inc.) were connected, and the fluorescence was observed and quantified. The observation area was 25 μm × 25 μm, integration × 64, AR
The amplification level of GUS50 was set appropriately.

【0131】その結果、配列番号11のDNAプローブ
を結合させたウェルからは、バックグラウンドとほぼ同
様の、1200〜1500の蛍光強度が観察された。一
方配列番号9のDNAプローブを結合させたウェルから
は、9800〜10300の蛍光強度が観察され、また
配列番号10のDNAプローブを結合させたウェルから
は、3500〜3900の蛍光強度が観察された。更に
各固相をTE緩衝液を用いて35℃で10分間洗浄して
再度蛍光強度を測定したところ、配列番号10のDNA
プローブを結合させたウェルからはバックグラウンドと
同程度の蛍光強度しか観察されなくなった。
As a result, from the well to which the DNA probe of SEQ ID NO: 11 was bound, fluorescence intensities of 1200 to 1500, almost similar to the background, were observed. On the other hand, the fluorescence intensity of 9800 to 10300 was observed from the well to which the DNA probe of SEQ ID NO: 9 was bound, and the fluorescence intensity of 3500 to 3900 was observed from the well to which the DNA probe of SEQ ID NO: 10 was bound. . Further, each solid phase was washed with a TE buffer at 35 ° C. for 10 minutes, and the fluorescence intensity was measured again.
Only the same fluorescence intensity as the background was observed from the wells to which the probe was bound.

【0132】これらの結果から、本実施例に係るプロー
ブアレイを用いることで、各ウェルにおいてハイブリダ
イゼーション反応を行なうことができ、更に配列番号9
と完全相補的な標的核酸を特異的に検出できることが分
かった。
From these results, it is possible to carry out a hybridization reaction in each well by using the probe array according to the present example.
It was found that the target nucleic acid completely complementary to the target nucleic acid could be specifically detected.

【0133】実施例9 (実施例8のプローブアレイの各ウェルへの反応物質の
選択的供給及びプローブとの反応) (1)実施例8と同様にして配列番号9〜11のDNA
プローブを結合させた基板を用意した。
Example 9 (Selective supply of reactants to each well of probe array of Example 8 and reaction with probe) (1) DNAs of SEQ ID NOS: 9 to 11 in the same manner as in Example 8
A substrate to which the probe was bound was prepared.

【0134】(2)配列番号9〜11のDNAプローブ
に対して完全相補的な3種類の一本鎖DNAを合成し
た。NaClを50mMの濃度で含むTE溶液(pH
8)に上記3種類の一本鎖DNAを各々の濃度が100
μMとなるように溶解した。バブルジェットプリンター
(商品名:BJC620;キヤノン(株)社製)用イン
クタンクを3個用意し、各々のインクタンクに上記の3
種の一本鎖DNA溶液を充填し、実施例1で用いたバブ
ルジェットプリンタのヘッドに装着した。また上記
(1)で用意した基板もプリンタにセットし、配列番号
9〜11のDNAプローブが結合しているウェルに対し
て各々完全相補的な一本鎖DNAを含む溶液を1つのウ
ェルにつき100plづつ供給した。この時点で各ウェ
ルの状態を顕微鏡で観察したところ、液のにじみ、クロ
スコンタミネーションは観察されず、またプローブアレ
イの各ウェルに個別に反応させるべき物質の溶液を供給
できることが分かった。
(2) Three types of single-stranded DNAs completely complementary to the DNA probes of SEQ ID NOS: 9 to 11 were synthesized. TE solution containing NaCl at a concentration of 50 mM (pH
8) The above three types of single-stranded DNA were added to each other at a concentration of 100.
It dissolved so that it might be set to μM. Three ink tanks for a bubble jet printer (trade name: BJC620; manufactured by Canon Inc.) are prepared, and the above three ink tanks are provided in each ink tank.
The seeded single-stranded DNA solution was filled and mounted on the head of the bubble jet printer used in Example 1. The substrate prepared in the above (1) was also set on the printer, and a solution containing single-stranded DNAs completely complementary to the wells to which the DNA probes of SEQ ID NOS: 9 to 11 were bound was added in an amount of 100 pl per well. Supplied one by one. At this time, when the state of each well was observed with a microscope, it was found that bleeding of the solution and no cross-contamination were observed, and that a solution of a substance to be reacted individually could be supplied to each well of the probe array.

【0135】(3)次に実施例8と同様にして各ウェル
においてハイブリダイゼーション反応を行なわせた後、
実施例8と同様にしてP2溶液を各ウェルに供給し、蛍
光を観察することでハイブリッドの検出を行なった。そ
の結果、全てのウェルから9800〜10300の強度
の蛍光が観察された。このことから固相プローブアレイ
の各ウェルに個別に反応物質を供給し、各ウェルにおい
てプローブと反応物質を反応させ、そして反応の結果物
を検出できることが確認された。
(3) Next, after performing a hybridization reaction in each well in the same manner as in Example 8,
In the same manner as in Example 8, the P2 solution was supplied to each well, and the hybrid was detected by observing the fluorescence. As a result, fluorescence having an intensity of 9800 to 10300 was observed from all the wells. From this, it was confirmed that a reactant was individually supplied to each well of the solid-phase probe array, the probe was reacted with the reactant in each well, and a reaction product could be detected.

【0136】実施例10 (実施例7の基板のウェル底面の親水化処理) (1)実施例7と同様にしてブラックマトリックスパタ
ーンを有するガラス基板を用意した。
Example 10 (Hydrophilic treatment of bottom surface of well of substrate of Example 7) (1) A glass substrate having a black matrix pattern was prepared in the same manner as in Example 7.

【0137】(2)この基板のブラックマトリックスが
形成されている側の表面にUVオゾン処理を行なった。
この時点でブラックマトリックス表面の水に対する接触
角は93°と濡れにくい状態であり、ウェル底面の水に
対する接触角は22°であって実施例7で得たブラック
マトリクス付基板のウェル底面のそれと比較して濡れや
すい状態であった。これは上記UVオゾン処理による効
果と考えられる。
(2) UV ozone treatment was performed on the surface of the substrate on which the black matrix was formed.
At this time, the contact angle of water on the black matrix surface was 93 °, which is hard to wet, and the contact angle of water on the bottom surface of the well was 22 °, which was compared with that of the well bottom surface of the substrate with black matrix obtained in Example 7. It was in a state that was easy to get wet. This is considered to be the effect of the UV ozone treatment.

【0138】(3)次に実施例7と同様にしてローダミ
ンB、及びアミノFITCの水溶液を用いてウェルへの
インクジェット吐出液の供給状況を観察したところ、各
々の水溶液は共にウェル内で液滴を形成することなくウ
ェル内に均一に供給されていた。プローブアレイの固相
として表面にウェルを備えた固相を用いる場合には、表
面にウェルを有しない、平坦且つ均一な表面特性を有す
る固相を用いる場合と異なり、インクジェット吐出液を
出来るだけ限定された位置に留めなくてもよく、むしろ
ウェル底面に十分にインクジェット吐出液を行き亘らせ
ることが、後に行なうプローブと標的物質との反応の検
出にはより有利となる。本実施例に記載したウェル底面
の親水化処理はその一実施態様として好ましい方法であ
る。また各々の色素が供給されるウェルからは互いに他
の色素は観察されず、クロスコンタミネーションを生じ
させることなしに、各々のウェルに各々の色素水溶液を
インクジェットプロセスを用いて供給できたことが分か
った。
(3) Next, the supply state of the ink-jet discharge liquid to the wells was observed using an aqueous solution of rhodamine B and amino FITC in the same manner as in Example 7, and each aqueous solution was dropped in the well. Was uniformly supplied into the wells without forming the same. When a solid phase with a well on the surface is used as the solid phase of the probe array, the inkjet discharge liquid is limited as much as possible, unlike a solid phase with no flat surface and uniform surface characteristics. It is not necessary to keep the ink at the set position, and rather, it is more advantageous to sufficiently spread the ink-jet ejection liquid on the bottom of the well for detecting a reaction between the probe and the target substance performed later. The hydrophilization treatment of the well bottom surface described in this example is a preferable method as one embodiment thereof. In addition, no other dye was observed from the well to which each dye was supplied, and it was found that each dye aqueous solution could be supplied to each well using the inkjet process without causing cross contamination. Was.

【0139】実施例11 (BM形成基板の各ウェルにプローブ固定用官能基導入
の為の液体をインクジェット法にて供給して得た固相を
用いたプローブアレイの製法及びその使用) (1)実施例7と同様にしてブラックマトリックスを備
えた基板を用意した。
Example 11 (A method for producing a probe array using a solid phase obtained by supplying a liquid for introducing a functional group for immobilizing a probe into each well of a BM forming substrate by an ink-jet method and its use) (1) A substrate provided with a black matrix was prepared in the same manner as in Example 7.

【0140】(2)アミノ基を結合したシラン化合物
(N−β−(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリ
メトキシシラン)を含むシランカップリング剤(商品
名:KBM603;信越化学工業株式会社製)を1wt
%含有する10wt%メタノール水溶液を室温下で3時
間攪拌し、上記シラン化合物中のメトキシ基を加水分解
した。ついでこの溶液をバブルジェットプリンター(商
品名:BJC620;キヤノン(株)社製)用インクタ
ンクに充填し、実施例1で用いたバブルジェットプリン
タのヘッドに装着した。また上記(1)で用意した基板
もプリンタにセットし、ウェルに対してメトキシ基が加
水分解されたシラン化合物を含むシランカップリング剤
溶液を実施例8と同様にして供給した。この基板を25
℃、湿度100%の恒温恒湿槽に30分放置したのち、
純水で洗浄、スピン乾燥し、その後100℃で30分間
ベークして、各ウェルの底面にアミノ基を導入した。
(2) A silane coupling agent containing an amino-bonded silane compound (N-β- (aminoethyl) -γ-aminopropyltrimethoxysilane) (trade name: KBM603; manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) 1wt
% Of a 10 wt% methanol aqueous solution was stirred at room temperature for 3 hours to hydrolyze the methoxy group in the silane compound. Next, this solution was filled in an ink tank for a bubble jet printer (trade name: BJC620; manufactured by Canon Inc.), and attached to the head of the bubble jet printer used in Example 1. The substrate prepared in the above (1) was also set in the printer, and a silane coupling agent solution containing a silane compound having a methoxy group hydrolyzed was supplied to the well in the same manner as in Example 8. 25
After leaving for 30 minutes in a thermo-hygrostat at 100 ° C and 100% humidity,
The substrate was washed with pure water, spin-dried, and baked at 100 ° C. for 30 minutes to introduce an amino group into the bottom surface of each well.

【0141】(3)次にスクシイミジル−4−(マレイ
ミドフェニル)ブチレート(アルドリッチ社製)を5w
t%DMSO溶液に最終濃度が5wt%となるように溶
解し、この溶液を上記(2)と同様にしてインクジェッ
トプリンタで各ウェルに100plづつ供給し、ついで
30℃、湿度100%の恒温恒湿槽に基板を2時間放置
した。次に基板を純粋で洗浄し、スピン乾燥させて各ウ
ェルの底面にマレイミド基を導入した。
(3) Next, succiimidyl-4- (maleimidophenyl) butyrate (manufactured by Aldrich) was added to 5 w
The solution was dissolved in a t% DMSO solution so as to have a final concentration of 5 wt%, and this solution was supplied to each well by an ink jet printer in the same manner as in (2) above, 100 pl at a time. The substrate was left in the bath for 2 hours. Next, the substrate was washed pure and spin-dried to introduce a maleimide group on the bottom of each well.

【0142】(4)DNAプローブとして5’末端の水
酸基にリン酸基とヘキサメチレンを介してチオール基を
結合した18量体のオリゴマー(配列番号:12)、配
列番号12のオリゴマーに対して1個のヌクレオチドが
ミスマッチのプローブ(配列番号:13)、及び配列番
号12のオリゴマーに対して2個のヌクレオチドがミス
マッチのプローブ(配列番号:14)(全て日本製粉株
式会社製、HPLCグレード)を用意した。以下に配列
番号:12〜14の塩基配列とリンケージの構造を示
す。 配列番号:125' HS-(CH2)6-O-PO2-O-TGTAAAACGACGGCCAGT3' 配列番号:135' HS-(CH2)6-O-PO2-O-TGTAAAACCACGGCCAGT3' 配列番号:145' HS-(CH2)6-O-PO2-O-TGTATAACCACGCCCAGT3' (5)10mMのリン酸緩衝液に上記配列番号12〜1
4の各々のDNAプローブを最終濃度が10μMとなる
ように溶解させた。各々のDNAプローブ溶液を上記実
施例8と同様にして上記(3)で作成した基板のウェル
に供給した。各ウェルを顕微鏡で観察したところ、供給
されたDNAプローブ溶液は、ウェルの開口部から盛り
上がって存在しているが疎水性のマトリクスによってウ
ェル内に止まっており、クロスコンタミネーションは観
察されなかった。この基板を30℃、湿度100%の恒
温恒湿槽に2時間放直し、その後純水で洗浄、スピン乾
燥を行ない、各々のDNAプローブのチオール基を各ウ
ェルのマレイミド基と反応させ、DNAプローブを基板
に結合させた。
(4) An 18-mer oligomer (SEQ ID NO: 12) in which a hydroxyl group at the 5 'end is linked to a thiol group via a phosphate group and hexamethylene as a DNA probe (SEQ ID NO: 12) A probe whose nucleotides are mismatched (SEQ ID NO: 13) and a probe whose nucleotides are mismatched with respect to the oligomer of SEQ ID NO: 12 (SEQ ID NO: 14) (all manufactured by Nippon Milling Co., Ltd., HPLC grade) are prepared. did. The base sequences of SEQ ID NOS: 12 to 14 and the structure of the linkage are shown below. SEQ ID NO: 12 5 ' HS- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-TGTAAAACGACGGCCAGT 3' SEQ ID NO: 13 5 ' HS- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-TGTAAAAC C ACGGCCAGT 3' SEQ ID NO: 14 5 ' HS- (CH 2 ) 6 -O-PO 2 -O-TGTA T AACCACG C CCAGT 3' (5) The above SEQ ID NOS: 12 to 1 in a 10 mM phosphate buffer.
Each DNA probe of No. 4 was dissolved to a final concentration of 10 μM. Each DNA probe solution was supplied to the well of the substrate prepared in (3) in the same manner as in Example 8 above. Observation of each well with a microscope revealed that the supplied DNA probe solution was raised from the well opening, but was stopped in the well by the hydrophobic matrix, and no cross-contamination was observed. The substrate was released in a thermo-hygrostat at 30 ° C. and 100% humidity for 2 hours, and then washed with pure water and spin-dried to react the thiol group of each DNA probe with the maleimide group of each well. Was bonded to the substrate.

【0143】(6)配列番号12のDNAプローブに対
して完全相補的な一本鎖DNAを合成し、NaClを5
0mMの濃度で含むTE溶液に、この一本鎖DNAを最
終浪度が10μMとなるように溶解した。この溶液に上
記(5)で得たDNAプローブ結合基板を浸漬し、80
℃〜25℃まで2時間かけて降温し、ハイブリダイゼー
ションを行なった。次にNaClを10mMの濃度で含
むTE溶液(pH8)を用いて20℃で20分間基板を
洗浄したのち、スピン乾燥機で基板表面の洗浄液を除去
した。
(6) A single-stranded DNA completely complementary to the DNA probe of SEQ ID NO: 12 was synthesized,
This single-stranded DNA was dissolved in a TE solution containing 0 mM in a concentration of 10 μM. The DNA probe-bound substrate obtained in the above (5) is immersed in this solution,
The temperature was lowered from 2 to 25 ° C over 2 hours to perform hybridization. Next, the substrate was washed at 20 ° C. for 20 minutes using a TE solution (pH 8) containing NaCl at a concentration of 10 mM, and then the cleaning solution on the substrate surface was removed with a spin dryer.

【0144】(7)ハイブリッドにインターカレートし
てはじめて蛍光を発する試薬であるYOYO−1をNa
Clを濃度50mMで含むTE溶液に、最終濃度が10
μMとなるように溶解した(pH8)。この溶液を上記
(2)と同様にしてインクジェットプリンタを用いて上
記(6)の処理を行なった基板の各ウェルに、100p
lづつ供給し、実施例8と同様にして蛍光を観察定量し
た(B励起フィルターを使用)。なおArgus50の
信号増幅レベルは実施例8と同一である。
(7) YOYO-1 which is a reagent that emits fluorescence only after intercalation into a hybrid is replaced with Na
A final concentration of 10 was added to a TE solution containing Cl at a concentration of 50 mM.
The solution was dissolved to a concentration of μM (pH 8). This solution was added to each well of the substrate which had been subjected to the treatment of the above (6) using an ink jet printer in the same manner as in the above (2).
The fluorescence was observed and quantified in the same manner as in Example 8 (using a B excitation filter). The signal amplification level of Argus 50 is the same as that of the eighth embodiment.

【0145】その結果、配列番号14のDNAプローブ
を結合させたウェルからは、バックグラウンドとほぼ同
様の、1800〜2000の蛍光強度が観察された。一
方配列番号12のDNAプローブを結合させたウェルか
らは、7500〜8000の蛍光強度が観察され、また
配列番号13のDNAプローブを結合させたウェルから
は、3100〜3300の蛍光強度が観察された。更に
固相をTE緩衝液を用いて35℃で10分間洗浄して再
度蛍光強度を測定したところ、配列番号13のDNAプ
ローブを結合させたウェルからはバックグラウンドと同
程度の蛍光強度しか観察されなくなった。
As a result, from the well to which the DNA probe of SEQ ID NO: 14 was bound, a fluorescence intensity of 1800 to 2000, almost the same as the background, was observed. On the other hand, fluorescence intensity of 7500 to 8000 was observed from the well to which the DNA probe of SEQ ID NO: 12 was bound, and fluorescence intensity of 3100 to 3300 was observed from the well to which the DNA probe of SEQ ID NO: 13 was bound. . Further, the solid phase was washed with a TE buffer at 35 ° C. for 10 minutes, and the fluorescence intensity was measured again. From the well to which the DNA probe of SEQ ID NO: 13 was bound, only the fluorescence intensity equivalent to the background was observed. lost.

【0146】これらの結果から、本実施例に係るプロー
ブアレイを用いることで、各ウェルにおいてハイブリダ
イゼーション反応を行なうことができ、更に配列番号9
と完全相補的な標的核酸を特異的に検出できることが分
かった。
From these results, the hybridization reaction can be carried out in each well by using the probe array according to the present example.
It was found that the target nucleic acid completely complementary to the target nucleic acid could be specifically detected.

【0147】実施例12 (1)実施例11と同様にして配列番号12〜14のD
NAプローブを結合させた基板を用意した。
Example 12 (1) In the same manner as in Example 11, D of SEQ ID NOS: 12 to 14
A substrate to which an NA probe was bound was prepared.

【0148】(2)配列番号12〜14のDNAプロー
ブに対して完全相補的な3種類の一本鎖DNAを合成し
た。NaClを50mMの濃度で含むTE溶液に上記3
種類の一本鎖DNAを各々の濃度が10μMとなる様に
溶解した。なお各々の一本鎖DNA溶液のpHは8であ
る。バブルジェットプリンター(商品名:BJC62
0;キヤノン(株)社製)用インクタンクを3個用意
し、各々のインクタンクに上記の3種の一本鎖DNA溶
液を充填し、実施例1で用いたバブルジェットプリンタ
のヘッドに装着した。また上記(1)で用意した基板も
プリンタにセットし、配列番号12〜14のDNAプロ
ーブが結合しているウェルに対して各々完全相補的な一
本鎖DNAを含む溶液を1つのウェルにつき100pl
づつ供給した。この時点で各ウェルの状態を顕微鏡で観
察したところ、液のにじみ、クロスコンタミネーション
は観察されず、またプローブアレイの各ウェルに個別に
反応させるべき物質の溶液を供給できることが分かっ
た。
(2) Three types of single-stranded DNAs completely complementary to the DNA probes of SEQ ID NOS: 12 to 14 were synthesized. The above 3 was added to a TE solution containing 50 mM NaCl.
Each type of single-stranded DNA was dissolved so that each concentration was 10 μM. The pH of each single-stranded DNA solution is 8. Bubble jet printer (product name: BJC62)
0; manufactured by Canon Inc.), three ink tanks were prepared, and each of the ink tanks was filled with the above-mentioned three types of single-stranded DNA solutions, and attached to the head of the bubble jet printer used in Example 1. did. The substrate prepared in the above (1) was also set in the printer, and a solution containing single-stranded DNAs completely complementary to the wells to which the DNA probes of SEQ ID NOs: 12 to 14 were bound was added in an amount of 100 pl per well.
Supplied one by one. At this time, when the state of each well was observed with a microscope, it was found that bleeding of the solution and no cross-contamination were observed, and that a solution of a substance to be reacted individually could be supplied to each well of the probe array.

【0149】(3)次に実施例11と同様にして各ウェ
ルにおいてハイブリダイゼーション反応を行なわせた
後、実施例11と同様にしてYOYO−1溶液を各ウェ
ルに供給し、蛍光を観察することでハイブリッドの検出
を行なった。その結果、全てのウェルから7500〜8
000の強度の蛍光が観察された。このことから固相プ
ローブアレイの各ウェルに個別に反応物質を供給し、各
ウェルにおいてプローブと反応物質を反応させ、そして
反応の結果物を検出できることが確認された。
(3) Next, after performing a hybridization reaction in each well in the same manner as in Example 11, the YOYO-1 solution was supplied to each well in the same manner as in Example 11, and the fluorescence was observed. The detection of hybrid was carried out. As a result, 7500 to 8
A fluorescence intensity of 000 was observed. From this, it was confirmed that a reactant was individually supplied to each well of the solid-phase probe array, the probe was reacted with the reactant in each well, and a reaction product could be detected.

【0150】実施例13 (BM形成基板をエポキシ基導入用の溶液に浸漬してウ
ェルにエポキシ基を導入した基板を用いたプローブアレ
イの製法) (1)実施例7の(2)の記載に従ってブラックマトリ
ックス付基板を作成した。
Example 13 (Production method of probe array using substrate in which BM-formed substrate was immersed in a solution for introducing an epoxy group and epoxy group was introduced into a well) (1) As described in (2) of Example 7 A substrate with a black matrix was prepared.

【0151】(2)実施例7の(1)の記載に従って、
エポキシ基を結合したシラン化合物(γ−グリシドキシ
プロピルトリメトキシシラン)を含むシランカップリン
グ剤(商品名:KBM403;信越化学工業株式会社
製)の1wt%水溶液を室温下で1時間攪拌して、該シ
ラン化合物の分子内のメトキシ基を加水分解した。次い
でこの溶液中に上記(1)で用意した固相を室温下で3
0分間浸漬し、その後純水で該固相を洗浄し、窒素ガス
流で水を除去し、120℃で5分間ベークし、ウェル底
面にエポキシ基を導入した。この時点でBM表面の水に
対する接触角は95°と濡れにくい状態で有り、またウ
ェル底部の水に対する接触角は33°と濡れやすい状態
であった。この様にBM形成後の固相をシランカップリ
ング剤で処理することによってもウェル底面へのエポキ
シ基の導入は可能である。
(2) As described in (1) of Example 7,
A 1 wt% aqueous solution of a silane coupling agent (trade name: KBM403; manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) containing a silane compound (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane) having an epoxy group bonded thereto is stirred at room temperature for 1 hour. The methoxy group in the molecule of the silane compound was hydrolyzed. Next, the solid phase prepared in the above (1) is added to this solution at room temperature for 3 hours.
After immersion for 0 minutes, the solid phase was washed with pure water, water was removed with a stream of nitrogen gas, and baked at 120 ° C. for 5 minutes to introduce an epoxy group into the bottom of the well. At this time, the contact angle of the BM surface to water was 95 °, which was hard to wet, and the contact angle of the bottom of the well to water was 33 °, which was easy to wet. Thus, the epoxy group can be introduced to the bottom of the well by treating the solid phase after the formation of the BM with the silane coupling agent.

【0152】(3)上記実施例8の(3)及び(4)に
記載した方法に従って、配列番号:9〜11のDNAプ
ローブをウェルの底面に結合させた。
(3) The DNA probes of SEQ ID NOS: 9 to 11 were bound to the bottom of the well according to the method described in (3) and (4) of Example 8 above.

【0153】(4)配列番号9に対して相補的な塩基配
列を有する一本鎖DNAをDNA自動合成橡で合成し、
5’末端にヘキサノールアミンリンカーを介してテトラ
メチルローダミンを結合した標識化一本鎖DNAを得
た。この標識化一本鎖DNAをNaClを50mMの濃
度で含むTE溶液(pH8)に最終濃度が2μMとなる
ように溶解した。この溶液に上記(3)で得たDNAプ
ローブ結合基板を浸漬し、80℃から25℃まで2時間
かけて降温してハイブリダイゼーション反応を行なっ
た。その後プローブアレイを10mM NaCl/TE
緩衝液(pH8)を用いて29℃で20分間洗浄してプ
ローブ核酸とハイブリダイズしなかった一本鎖DNAを
洗い流した。次に実施例8と同様にして各ウェルからの
蛍光量を定量した。
(4) A single-stranded DNA having a base sequence complementary to SEQ ID NO: 9 is synthesized by an automatic DNA synthesizer,
A labeled single-stranded DNA was obtained in which tetramethylrhodamine was bound to the 5 'end via a hexanolamine linker. The labeled single-stranded DNA was dissolved in a TE solution (pH 8) containing NaCl at a concentration of 50 mM to a final concentration of 2 μM. The DNA probe-bound substrate obtained in the above (3) was immersed in this solution, and the temperature was lowered from 80 ° C. to 25 ° C. over 2 hours to perform a hybridization reaction. Thereafter, the probe array was replaced with 10 mM NaCl / TE.
The single-stranded DNA that did not hybridize with the probe nucleic acid was washed away at 29 ° C. for 20 minutes using a buffer solution (pH 8). Next, the amount of fluorescence from each well was quantified in the same manner as in Example 8.

【0154】(5)結果 標識化一本鎖DNAと完全マッチである配列番号9のD
NAプローブを結合させたウェルからは8500〜94
00の蛍光量が確認された。また配列番号10のDNA
プローブを結合させたウェルからは2800〜3400
の蛍光量が観察されまた配列番号11のDNAプローブ
を結合させたウェルからは1200〜1500程度の蛍
光量しか観察されなかった。また上記プローブアレイを
10mMNaCl/TE緩衝液(pH8)を用いて更に
35℃で10分間洗浄したところ、配列番号10のDN
Aプローブを結合させたウェルからの蛍光量は、バック
グラウンドのレベルにまで低下した。よって本来施例に
かかるプローブアレイを用いてもハイブリッドの標的物
質の特異的な検出が可能であることが分かる。
(5) Results D of SEQ ID NO: 9 which is a perfect match with the labeled single-stranded DNA
8500 to 94 from the well to which the NA probe was bound
A fluorescence amount of 00 was confirmed. DNA of SEQ ID NO: 10
2800-3400 from the well with the probe attached
Was observed, and only about 1200 to 1500 fluorescence was observed from the well to which the DNA probe of SEQ ID NO: 11 was bound. When the above probe array was further washed with a 10 mM NaCl / TE buffer (pH 8) at 35 ° C. for 10 minutes, the DN of SEQ ID NO: 10 was obtained.
The amount of fluorescence from the wells with the A probe bound to background levels. Therefore, it can be seen that specific detection of a hybrid target substance is possible even using the probe array according to the embodiment.

【0155】[0155]

【発明の効果】以上説明した様に、本発明によればイン
クジェット技術を用いることによって固相上にプローブ
を含むスポットを、該プローブにダメージを与えること
なしに、且つサテライトスポットを生じさせることなし
にスポッティングすることができる。またこの方法を用
いることによってプローブスポットを互いに独立に、且
つ高密度に備えた高品質なプローブアレイを効率良く製
造することができる。
As described above, according to the present invention, the spot containing the probe can be formed on the solid phase by using the ink-jet technique without damaging the probe and without generating a satellite spot. Can be spotted. Also, by using this method, a high-quality probe array having probe spots independently and at a high density can be efficiently manufactured.

【0156】更に本発明によれば少量の検体からでも標
的物質に関するより多くの情報を、より正確に検査可能
なプローブアレイを得ることができ、またそれを用いる
ことでサンプル中に標的物質が存在するか否かをより正
確、且つ迅速に判定できる。同様にこのプローブアレイ
を用いることでサンプル中の標的物質の構造をより正確
に、且つ迅速に特定することができる。
Further, according to the present invention, a probe array capable of more accurately examining more information on a target substance even from a small amount of a specimen can be obtained. It can be more accurately and quickly determined whether or not to perform. Similarly, by using this probe array, the structure of the target substance in the sample can be specified more accurately and quickly.

【0157】また本発明によれば、プローブアレイの固
相として表面にマトリクスパターンを形成し、ウェルを
設けた固相を用いることで、固相へのプローブ溶液の供
給、若しくは固相へのサンプルの供給の多少の位置ずれ
にも対処することができる。またマトリクスに種々の機
能を担持させることで標的物質の検出、構造の特定等の
より一層の高精度化が可能になった。
Further, according to the present invention, a matrix pattern is formed on the surface as a solid phase of a probe array, and a solid phase provided with a well is used to supply a probe solution to the solid phase or a sample to the solid phase. It is possible to cope with a slight misalignment of the supply. Further, by supporting various functions on the matrix, it has become possible to further improve the accuracy of detection of a target substance, identification of a structure, and the like.

【0158】[0158]

【配列表】配列番号:1 配列の長さ:18 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 他の情報:5’末端にチオール基が結合 配列 ACTGGCCGTCGTTTTACA 配列番号:2 配列の長さ:18 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 他の情報:5’末端にチオール基が結合配列 ACTGGCCGTTGTTTTACA 配列番号:3 配列の長さ:18 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 ACTGGCCGCTTTTTTACA 配列番号:4 配列の長さ:18 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 ACTGGCATCTTGTTTACA 配列番号:5 配列の長さ:12 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 GCCTGATCAGGC 配列番号:6 配列の長さ:10 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 配列 AAAAAAAAAA 配列番号:7 配列の長さ:18 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成PNA 他の情報:N’末端にシステイン残基が結合 配列 ACTGGCCGTCGTTTTACA 配列番号:8 配列の長さ:18 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成PNA 他の情報:N’末端にシステイン残基が結合 配列 ACTGGCCGTTGTTTTACA 配列番号:9 配列の長さ:18 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 他の情報:5’末端にアミノ基が結合 配列 TGTAAAACGACGGCCAGT 配列番号:10 配列の長さ:18 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 他の情報:5’末端にアミノ基が結合 配列 TGTAAAACCACGGCCAGT 配列番号:11 配列の長さ:18 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 他の情報:5’末端にアミノ基が結合 配列 TGTATAACCACGCCCAGT 配列番号:12 配列の長さ:18 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 他の情報:5’末端にチオール基が結合 配列 TGTAAAACGACGGCCAGT 配列番号:13 配列の長さ:18 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 他の情報:5’末端にチオール基が結合 配列 TGTAAAACCACGGCCAGT 配列番号:14 配列の長さ:18 配列の型:核酸 鎖の数:一本鎖 トポロジー:直鎖状 配列の種類:他の核酸 合成DNA 他の情報:5‘末端にチオール基が結合 配列 TGTATAACCACGCCCAGT[Sequence list] SEQ ID NO: 1 Sequence length: 18 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single stranded Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA Other information: 5'-terminal thiol group Sequence: ACTGGCCGTCGTTTTACA SEQ ID NO: 2 Sequence length: 18 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single stranded Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA Other information: Thiol group at 5 'end Is a binding sequence ACTGGCCGT T GTTTTACA SEQ ID NO: 3 Sequence length: 18 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single stranded Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA sequence ACTGGCCG CTT TTTTACA SEQ ID NO: 4 Sequence length: 18 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single stranded Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA sequence ACTGGC ATCTTG TTTACA SEQ ID NO: 5 Sequence length: 12 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: single strand Topology: linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA sequence GCCTGATCAGGC SEQ ID NO: 6 Sequence length: 10 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single stranded Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA sequence AAAAAAAAAA sequence Number: 7 Sequence length: 18 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single stranded Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic PNA Other information: Cysteine residue bonded to N'-terminal Sequence ACTGGCCGTCGTTTTACA SEQ ID NO: 8 Sequence length: 18 Sequence type: nucleic acid Number of strands: single-stranded Topology: linear Sequence type: other nucleic acid Synthetic PNA Other information: Cysteine residue bonded to N 'end Sequence ACTGGCCGT T GTTTTACA SEQ ID NO: 9 Sequence length: 18 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single strand Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acids Synthetic DNA Other information: Amino group at 5 'end Binding sequence TGTAAAACGACGGCCAGT SEQ ID NO: 0 Sequence length: 18 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single stranded Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA Other information: Amino group bonded to 5 'end Sequence TGTAAAACCACGGCCAGT SEQ ID NO: 11 Sequence length: 18 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single strand Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA Other information: 5'-terminal amino group bonded Sequence TGTATAACCACGCCCAGT SEQ ID NO: 12 Sequence length: 18 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single stranded Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA Other information: 5'-terminal bonded thiol group Sequence TGTAAAACGACGGCCAGT SEQ ID NO: 13 Sequence length: 18 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single strand Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA Other information: 5'-terminal thiol group attached Sequence TGTAAAACCACGGCCAGT SEQ ID NO: 14 Length of sequence: 1 8 Sequence type: Nucleic acid Number of strands: Single strand Topology: Linear Sequence type: Other nucleic acid Synthetic DNA Other information: A thiol group is bonded to the 5 'end Sequence TGTATAACCACGCCCAGT

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】バブルジェットヘッドを用いてプローブアレイ
を製造する方法の概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a method for manufacturing a probe array using a bubble jet head.

【図2】図1のバブルジェットヘッドのA−A線断面図
である。
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of the bubble jet head of FIG.

【図3】実施例3においてバブルジェット法によってア
ルミ板上にスポッティングした核酸プローブの量の理論
値と、実際の回収量とを対比するグラフである。
FIG. 3 is a graph comparing the theoretical value of the amount of nucleic acid probe spotted on an aluminum plate by the bubble jet method in Example 3 with the actual recovered amount.

【図4】実施例4においてバブルジェット法によってア
ルミ板上にスポッティングした核酸プローブの量の理論
値と、実際の回収量とを対比するグラフである。
FIG. 4 is a graph comparing the theoretical value of the amount of nucleic acid probe spotted on an aluminum plate by the bubble jet method in Example 4 with the actual recovered amount.

【図5】(a)本発明にかかるプローブアレイの一実施
態様の概略平面図である。 (b)図5(a)のBB線断面図である。
FIG. 5 (a) is a schematic plan view of one embodiment of a probe array according to the present invention. FIG. 6B is a sectional view taken along line BB of FIG.

【図6】実施例8におけるスポッティング方法の説明図
である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a spotting method according to an eighth embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 ノズル 103 固相 104 液滴 105 バブルジェットヘッド 107 核酸プローブを含む吐出される液体 109 保護膜 111−1、111−2 電極 113 発熱抵抗体層 115 蓄熱層 116 放熱性の良好なアルミナ等で形成されている
基板 117 発熱ヘッド 119 吐出オリフィス 121 メニスカス 123 発泡領域
Reference Signs List 101 Nozzle 103 Solid phase 104 Droplet 105 Bubble jet head 107 Discharged liquid containing nucleic acid probe 109 Protective film 111-1, 111-2 Electrode 113 Heating resistor layer 115 Heat storage layer 116 Formed with alumina having good heat dissipation Substrate 117 Heating Head 119 Discharge Orifice 121 Meniscus 123 Bubble Area

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 標的物質に対して特異的に結合可能なプ
ローブをインクジェット法で吐出させるための液体組成
物であって、プローブ、尿素、グリセリン、チオジグリ
コール及び下記一般式(I)で示されるアセチレンアル
コールとを含んでいることを特徴とする液体組成物: 【化1】 (上記式中、R1、R2、R3及びR4はアルキル基を表わ
し、mおよびnは夫々整数を表わし、m=0かつn=
0、もしくは1≦m+n≦30であって、m+n=1の
場合はmまたはnは0である。)
1. A liquid composition for discharging a probe capable of specifically binding to a target substance by an ink jet method, comprising a probe, urea, glycerin, thiodiglycol and the following general formula (I). A liquid composition comprising: (In the above formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 represent an alkyl group, m and n each represent an integer, and m = 0 and n =
0 or 1 ≦ m + n ≦ 30, and when m + n = 1, m or n is 0. )
【請求項2】 該液体組成物に対して尿素を5〜10w
t%、グリセリンを5〜10wt%、チオジグリコール
を5〜10wt%及び上記一般式(I)で示されるアセ
チレンアルコールを0.02〜5wt%の割合で含んで
いる請求項1に記載の液体組成物。
2. Urea is added to the liquid composition in an amount of 5 to 10 w.
2. The liquid according to claim 1, wherein the liquid contains t%, glycerin in an amount of 5 to 10% by weight, thiodiglycol in an amount of 5 to 10% by weight, and the acetylene alcohol represented by the general formula (I) in an amount of 0.02 to 5% by weight. Composition.
【請求項3】 該液体組成物中のプローブの濃度が0.
05〜500μMである請求項1または2に記載の液体
組成物。
3. The method according to claim 1, wherein the concentration of the probe in the liquid composition is 0.5.
The liquid composition according to claim 1, wherein the liquid composition has a concentration of from 0.5 to 500 μM.
【請求項4】 該液体組成物中のプローブの濃度が2〜
50μMである請求項3に記載の液体組成物。
4. The method according to claim 1, wherein the concentration of the probe in the liquid composition is 2 to 4.
The liquid composition according to claim 3, which is 50 µM.
【請求項5】 該プローブが一本鎖核酸である請求項1
〜4のいずれかに記載の液体組成物。
5. The method according to claim 1, wherein the probe is a single-stranded nucleic acid.
5. The liquid composition according to any one of items 1 to 4,
【請求項6】 該一本鎖核酸の長さが2〜5000mer
である請求項5に記載の液体組成物。
6. The single-stranded nucleic acid has a length of 2 to 5000 mer.
The liquid composition according to claim 5, which is:
【請求項7】 該一本鎖核酸の長さが2〜60merであ
る請求項6に記載の液体組成物。
7. The liquid composition according to claim 6, wherein the length of the single-stranded nucleic acid is 2 to 60 mer.
【請求項8】 該一本鎖プローブが一本鎖DNAである
請求項1〜7のいずれかに記載の液体組成物。
8. The liquid composition according to claim 1, wherein the single-stranded probe is a single-stranded DNA.
【請求項9】 該プローブが一本鎖RNAである請求項
1〜7のいずれかに記載の液体組成物。
9. The liquid composition according to claim 1, wherein the probe is a single-stranded RNA.
【請求項10】 該プローブが一本鎖PNAである請求
項1〜7のいずれかに記載の液体組成物。
10. The liquid composition according to claim 1, wherein the probe is a single-stranded PNA.
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