JP2001136963A - キャピラリ処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 キャピラリにＤＮＡプローブを自動的に固相
化することによりＤＮＡキャピラリを製造する装置であ
って、且つ得られたＤＮＡキャピラリとサンプルを自動
的に反応できる装置に関する。 【解決手段】 ＤＮＡプローブをキャピラリに光固相化
することによりＤＮＡキャピラリを製造する、且つ得ら
れたＤＮＡキャピラリに具備されるＤＮＡプローブとサ
ンプルを反応するための装置であって、（１）キャピラ
リを保持する手段と、（２）前記保持手段に保持された
キャピラリ内に所望の液体を分注する手段と、（３）Ｄ
ＮＡキャピラリを得るためにＤＮＡプローブを前記キャ
ピラリに光固相化するための光学系手段と、（４）前記
キャピラリ内の液体を排出する手段と、（５）（１）か
ら（４）に記載の手段の動作を制御するための制御系手
段とを具備するキャピラリ処理装置、

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、キャピラリを処理
するための装置に関する。詳しくは、ＤＮＡプローブを
キャピラリに光固相化することによりＤＮＡキャピラリ
を製造する、且つ得られたＤＮＡキャピラリに具備され
るＤＮＡプローブとサンプルを反応するための装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ヒトゲノム計画と言われるような
プロジェクトが世界的規模で進められており、人間の全
遺伝子の塩基配列の解析が試みられている。該計画は、
２１世紀の初頭には解明が終了すると言われているが、
該解析には、非常に多くの人手が必要とされ、且つその
作業は煩雑である。このように煩雑な塩基配列の解析
（シーケンシング）を簡便に行なうため、解析機器の改
良や自動化がなされ、また、ＤＮＡチップと呼ばれる新
規な解析方法の提案がなされている。

【０００３】また一方で、ＤＮＡプローブを反応条件毎
にグループ化し、グループ毎に反応条件を揃えることに
より、精密な測定が行なえるようなＮＤＡキャピラリ
（特開平11-075812）も提案されている。このＤＮＡキ
ャピラリは、２０塩基以上の長さのＤＮＡプローブを安
定に固定化することが可能であり、効率よく測定が可能
であり、且つ、汚染に強く、その取り扱いが容易である
等、多くの点で非常に優れている。

【０００４】しかしながら、上述のＤＮＡキャピラリを
製作および使用する際には、煩雑な操作が必要不可欠で
ある。例えば、ＤＮＡキャピラリを製造するために、１
本のキャピラリに１００種類のＤＮＡプローブを形成す
るには、１００種類の液体の注入および排出を繰り返す
必要があり、更に、洗浄および前処理も必須である。ま
た、同様なことが、完成したＤＮＡキャピラリを用いて
ハイブリダイゼーション反応を行なう際にも言える。従
って、ＤＮＡキャピラリを簡便に製造し、且つ使用に際
して処理操作の簡便な装置の開発が望まれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上の状況に鑑み、本
発明の目的は、自動的にキャピラリを処理するための装
置を提供することである。詳しくは、キャピラリにＤＮ
Ａプローブを自動的に固相化することによりＤＮＡキャ
ピラリを製造する装置であって、且つ得られたＤＮＡキ
ャピラリとサンプルを自動的に反応できる装置に関す
る。更に具体的には、キャピラリ処理に必要な各工程の
設定が容易に行なえ、目的とするＤＮＡキャピラリを簡
便に作製し、且つ得られたＤＮＡキャピラリを用いたハ
イブリダイゼーション操作を自動的に行なえる装置を提
供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、発明者らは鋭意研究の結果、以下のような手段を開
発した。即ち、ＤＮＡプローブをキャピラリに光固相化
することによりＤＮＡキャピラリを製造する、且つ得ら
れたＤＮＡキャピラリに具備されるＤＮＡプローブとサ
ンプルを反応するための装置であって、（１）キャピラ
リを保持する手段と、（２）前記保持手段に保持された
キャピラリ内に所望の液体を分注する手段と、（３）Ｄ
ＮＡキャピラリを得るためにＤＮＡプローブを前記キャ
ピラリに光固相化するための光学系手段と、（４）前記
キャピラリ内の液体を排出する手段と、（５）（１）か
ら（４）に記載の手段の動作を制御するための制御系手
段と、を具備するキャピラリ処理装置、である。

【０００７】上記のキャピラリ処理装置を使用すること
により、所望のＤＮＡプローブを具備するＤＮＡキャピ
ラリを簡便に自動的に製造することが可能である。ま
た、同装置を使用し、該装置により得られたＤＮＡキャ
ピラリとサンプルとの反応を簡便に自動的に実施するこ
とが可能である。

【０００８】

【発明の実施の形態】１．装置の概要 本発明の装置は、キャピラリにＤＮＡプローブを固相化
してＤＮＡキャピラリを製造する装置であり、且つ該プ
ローブとサンプルを反応する装置である。詳しくは、
（１）キャピラリを保持する手段と、（２）前記保持手
段に保持されたキャピラリ内に所望の液体を分注する手
段と、（３）ＤＮＡキャピラリを得るためにＤＮＡプロ
ーブを前記キャピラリに光固相化するための光学系手段
と、（４）前記キャピラリ内の液体を排出する手段と、
（５）（１）から（４）に記載の手段の動作を制御する
ための制御系手段と、を具備するキャピラリ処理装置で
ある。

【０００９】本発明のキャピラリ処理装置を使用するこ
とにより、所望のＤＮＡプローブを具備するＤＮＡキャ
ピラリを簡便に自動的に製造することが可能である。ま
た、同装置を使用し、該装置により得られたＤＮＡキャ
ピラリとサンプルとの反応を簡便に自動的に実施するこ
とが可能である。

【００１０】２．キャピラリ 本発明の装置により製造されるＤＮＡキャピラリ（ＤＮ
Ａキャピラリィとも称する）とは、複数のＤＮＡプロー
ブを用いてそのＤＮＡプローブと相補的に反応するター
ゲットＤＮＡやｍＲＮＡを検出するためのデバイスであ
る。その例は、特開平１１−７５８１２に開示されるＤ
ＮＡキャピラリおよびＤＮＡキャピラリアレイである。

【００１１】本発明で製造されるＤＮＡキャピラリは、
少なくとも一部が光透過性を有する壁で限定された流路
と、該流路の内壁に設けられた夫々が独立した複数のプ
ローブ領域と、該プローブ領域の夫々に固定されたＤＮ
Ａプローブとを具備し、前記複数のプローブ領域に固定
されたＤＮＡプローブが各領域毎に異なっているＤＮＡ
キャピラリ、または、所望に応じて同一ＤＮＡプローブ
が固定されたＤＮＡキャピラリである。本発明で製造可
能なＤＮＡキャピラリには、１流路からなるＤＮＡキャ
ピラリと、複数の流路を具備するＤＮＡキャピラリとが
含まれる。

【００１２】本発明で使用されるキャピラリの流路は、
その末端部が開放されている中空状のキャピラリであ
る。また、前記流路は、筒形状のキャピラリである。筒
形状で且つ末端部のみが開放された形態であるため、得
られるＤＮＡキャピラリは閉鎖系となり、汚染に対して
非常に強く、取り扱いが簡便である。

【００１３】また、本発明で使用されるキャピラリは、
単独の流路が配置されていても、複数の前記流路が一体
化されて配置されていてもよい。

【００１４】また、本発明で使用するキャピラリは、光
透過性に優れた任意の部材（プラスチック類、シリカ、
ガラス、ポリマー等）によりなることが好ましい。特に
後述するシラン処理（ＤＮＡプローブを固定化するため
の１ステップ）による製造方法を行うには、ガラス或い
はシリコンが好適である。必要ならば、部分的に光反射
性または遮光性であってもよい。また、プラスチック類
をキャピラリとして用いる場合は、ＤＮＡプローブを結
合するための手段としてのＯＨ基を有するものを用いる
ことによりシラン処理剤を使うことができる。しかし、
これに限られるわけではなく、ＤＮＡプローブを結合す
るための手段を有したプラスチック類であれば如何なる
ものも使用可能である。

【００１５】また、本発明で使用されるキャピラリは、
前記流路を、ガラスまたはシリコン基板上にエッチング
加工することにより形成されることが好ましい。それに
より、複数のキャピラリを１度に数多く作ることができ
るので有利である。

【００１６】図１Ａに本発明で使用されるキャピラリア
レイの１例を示す。図１Ａのキャピラリアレイに対して
所望するＤＮＡプローブを固相化したものが、図１Ｂに
示すＤＮＡキャピラリアレイである。図１Ｃは、図１Ｂ
の線Ｌ−Ｌ’での断面図である。図１Ｃに示す通り、本
キャピラリ２の両端には、注入用開口部３と排出用開口
部４が具備される。また、図２は、ＤＮＡキャピラリア
レイを構成する、複数のＤＮＡキャピラリの内の１つを
抜き出して示した図である。

【００１７】図１Ｂに示す通り、ＤＮＡキャピラリアレ
イ１は、複数のＤＮＡキャピラリからなり、その数は任
意に決定することが可能である。また、図２に示す通
り、各々のＤＮＡキャピラリには、種類を異にするＤＮ
Ａプローブ１１ａ，１１ｂ，１１ｃ…が、注入用開口部
１２ａおよび排出用開口部１２ｂを両端に有する光透過
性の円筒状キャピラリの内壁１５に相互に分離された環
状のプローブ領域に固定されている。

【００１８】キャピラリのサイズは、内径として約０．
１ｍｍから約５ｍｍまでの種々のサイズを用いることが
可能であるが、取り扱いの容易さから０．５ｍｍから１
ｍｍ程度のものが好適である。また、キャピラリの流路
長は、約５ｍｍから約１００ｍｍが好ましい。キャピラ
リの内径や流路長は、測定する試料の用量や液体の流動
性に応じて決定することも可能である。

【００１９】３．ＤＮＡプローブ また、本発明により固定されるＤＮＡプローブは、予め
所定の塩基配列と長さで合成しておいたＤＮＡプローブ
を用いることが好ましい。これにより、ただ１度の光反
応の実施でプローブの固相化が達成できるので、２０塩
基以上の長さのＤＮＡプローブを安定した状態で固相化
することができる。ＤＮＡプローブの長さは、１塩基か
ら用いることが可能であるが、好ましくは２０塩基以
上、より好ましくは２０〜６０塩基、特に４０塩基付近
（例えば、３５〜４５塩基）のものが好ましい。

【００２０】また、本発明の装置は、所望に応じて、任
意の回数だけ光反応を行い該キャピラリにＤＮＡプロー
ブを構築することが可能である。これらは目的に応じて
決定されればよい。また、１キャピラリに固定するプロ
ーブの種類の総数も、２つのプローブ間の距離も目的に
応じて設定することが可能である。

【００２１】４．キャピラリ処理装置 図３に本発明の装置のブロックダイアグラムを示す。キ
ャピラリまたはＤＮＡキャピラリは、本装置のキャピラ
リ保持手段に保持される。保持されたキャピラリまたは
ＤＮＡキャピラリには、注入用開口部および排出用開口
部にコネクタアレイがはめ込まれて設置される。コネク
タアレイは、該キャピラリ中に液体を注入または排出す
る際の液漏れを防止するパッキンの役割を果たす。コネ
クタアレイは、注入用開口部および排出用開口部の形態
に対応した円筒形のシリコン樹脂である。該コネクタア
レイを介して、排出用開口部には、キャピラリ内の液体
または気体を排出するためのバルブユニットおよび／ま
たはポンプが設置され、その動作は、それらに接続され
る制御コンピュータにより制御される。

【００２２】また、該キャピラリの下部には温度制御手
段が設置される。温度制御手段は、従来使用される如何
なる手段をも使用することが可能である。該温度制御手
段は、制御コンピュータに接続され、その動作が制御さ
れる。また、温度制御手段は直接にキャピラリに接して
も、また、何らかの部材を介し配置されてもよい。

【００２３】キャピラリにＤＮＡプローブを光固相化す
るための光学系は、図３に示す通り、紫外線を発生する
光源と、紫外光をガイドする光ファイバとライン状ビー
ムを形成するライン状ビーム形成ユニットと、該ユニッ
トをキャピラリ上で走査する移動機構からなる。図４
は、ライン状のビームをキャピラリの流路に対して直角
に交わるようなライン状に照射するための光学系であ
り、そのようなビームを照射できる位置に設置される。
該ライン状ビーム形成ユニットは、光ファイバ等による
光路、ライン状ビームを形成するためにパターンを施し
たマスク、レンズ等の投写光学系、および入射光路から
なる。

【００２４】ライン状ビーム形成ユニットの好ましい１
例を、図５に示した。光源３１からの光は、光路３２を
通り、マスク３３に施されたスリットを通過することに
より所望の形態に調整された後、５枚のレンズを経てキ
ャピラリに照射される。マスクを光源とレンズの間に設
置することにより、投射されたパターンのエッジが従来
のマスクを露光面上に直接置く方法に比べ、より鮮明に
投光できるという利点が得られる。従って、照射先端部
をキャピラリの上方に適宜離間しても、スリットを正確
に反映したライン状ビームを投光でき、その上、立体的
なキャピラリ内壁を一様に鮮明に露光できる。ここで、
ライン状ビーム形成ユニットの照射下端部とキャピラリ
の上面との離間距離は合焦可能な範囲であればよいが、
キャピラリへの液体の分注や排出等を行なう手段が配置
できるスペースを確保するために１０ｍｍ以上、好まし
くは２０ｍｍから５０ｍｍに設定するとよい。なお、光
学系に具備されるレンズは、種類または構成等に関して
何ら制限を受けるものではないが、石英等の紫外部の波
長光の透過性に優れた材質が好ましい。また、約０．１
から約１０倍のレンズを使用することが好ましく、２倍
から３倍のレンズを使用することがより好ましい。

【００２５】ライン状ビームユニットは、制御コンピュ
ータにより制御される移動機構に接続され、移動機構の
動きにより露光間隔や露光時間等を適宜制御するように
操作される。

【００２６】キャピラリへの液体または気体の分注は、
分注ノズルによりキャピラリの注入用開口部に設置され
たコネクタアレイを介して行われる。また、分注ノズル
は、その動きが制御系手段の記憶媒体により制御され、
分注ノズル移動機構により移動される。どの位置で、分
注ノズルによる吸引または排出が実行されるかを、制御
系手段の記憶媒体に予め設定することが可能である。

【００２７】５．ＤＮＡプローブの光固相化の原理 次に、ＤＮＡプローブをキャピラリに光固相化する原理
について説明する。図６は、種々のＤＮＡプローブ１
ａ，１ｂ、１ｃ・・・をガラスキャピラリの内壁１５に
固定化する方法を示している。後述の各製造プロセスに
おける、各種処理用液体の適用は、キャピラリの注入用
開口部１２ａから適宜の分注手段による導入と、処理後
における、排出用開口部１２ｂからの適宜な吸引手段に
よる液体の排出とによって行なわれる。

【００２８】以後、図６のスキームに沿って製造方法を
説明する。先ず、シラン処理のためのシランカップリン
グ剤を含む溶液をキャピラリ中に適用し、アミノ基（Ｎ
Ｈ_２）４６を内壁４６の表面に形成する（Ｓ１）。続け
て、特定波長の光、好ましくは紫外線で光分解を起こす
キャッピング剤４７を含む溶液をキャピラリ中に適用
し、内壁５表面の全アミノ基にキャッピング剤４７を結
合する（Ｓ２）。次に、ＤＮＡプローブ５０を固定化し
ようとする領域に対してのみ紫外線４８を照射し、それ
により、その部分のキャッピング剤４７を分解し、アミ
ノ基を露出させる（Ｓ３）。ここで、特定の場所だけに
紫外線４８を照射するための方法は、半導体分野のリソ
グラフィ技術で使用される、マスク部材により特定の場
所以外を遮光する方法、またはレンズ等を用いて照射す
る光の照射範囲を絞り込む方法が用いられる。また、キ
ャピラリは円筒形状であるので、キャピラリ側面に対し
て略直角に入射できる角度であれば、任意の方向から照
射ができる。更に、キャピラリは、全体が光透過性であ
るので、紫外線照射された領域で、内壁４６はリング状
に脱保護される。次に、リンカー分子４９を含む液体を
キャピラリに適用する（Ｓ４）。ここで用いるリンカー
分子とは、内壁４６に結合するアミノ基４６とＤＮＡプ
ローブ５０との間に位置し、それらを相互に結合するこ
とにより、それらを連結する分子のことを言う。リンカ
ー分子４９は、その一端にアミノ基と反応して結合する
結合性部分を有し、他端にアミノ基若しくはチオール基
と反応して結合する結合性部分を有す。キャピラリに適
用されたリンカー分子４９は、一方の結合部分によりア
ミノ基４６と結合する（Ｓ４）。この時、他方の結合部
分はフリーの状態である。続いて、末端部にアミノ基ま
たはチオール基を形成したＤＮＡプローブ５０を含む液
体を導入し、リンカー分子４９に結合させる（Ｓ５）。
なお、適宜、洗浄液を適量用いて、キャピラリ内を洗浄
するプロセスを介しながら、上記（Ｓ３）、（Ｓ４）、
（Ｓ５）の固定化プロセスを行ってもよい。更に、所要
の距離を隔てた別の場所に対して上記プロセスを繰り返
すことにより、図２に示すようなＤＮＡキャピラリ、即
ち、目的の場所に目的のＤＮＡプローブ１ａ、１ｂ、１
ｃ・・・を、各々リング状に、独立して固定化したＤＮ
Ａキャピラリを制作することができる。ここで使用する
リング状または環状の語には、中空状流路の断面形状に
応じて円形、多角形、楕円形等の種々の形が含まれる。
また、ここで使用される流路とは、少なくとも所要量の
処理用液体が流れる幅と高さを有するものを言う。更に
この流路は、好ましくは毛管力による流動促進作用が得
られるように選ばれる。従って、単に、凹凸の隆起が形
成された表面のことを流路とは呼ばない。

【００２９】なお、（Ｓ１）で用いられるシランカップ
リング剤としては、例えばアミノエチルアミノピロピル
トリメトキシシラン等が用いられる。しかし、これに限
定されるものではなく、アミノ基を表面に形成できるよ
うなものであれば如何なるものも使用でき、例えば、ア
ミノエチルアミノピロピルメチルジメトキシシシラン等
のアミノシラン類も利用可能である。

【００３０】（Ｓ２）で用いられるキャッピング剤とし
ては、４，５−Ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ−２−ｎｉｔｒｏｂ
ｅｎｚｙ１ ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍａｔｅ、６−Ｎｉｔ
ｒｏｖｅｒａｔｒｙｌ ｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍａｔｅ、
４−Ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｙｌｃｈｌｏｒｏｆｏｒｍａｔ
ｅ、ｏ−Ｎｉｔｒｏｂｅｎｚｙ１−ｐ−ｎｉｔｒｏｐｈ
ｅｎｙｌｃａｒｂｏｎａｔｅ等が用いられる。しかし、
これらに限られるものではなく、紫外線または可視光に
よりアミノ基との結合が外れるような分子内開裂を示す
物質であれば何れも用いることが可能である。

【００３１】（Ｓ３）で用いられる光は、通常３５０ｎ
ｍ前後の光であるが、キャッピング剤や用いる溶媒の種
類に応じて、最適な光分解性を得られる波長帯の光を選
択してよい。また、紫外線のような特定光を照射するた
めの光学装置は、市販のものが使用できる。

【００３２】（Ｓ４）で用いることが可能なリンカー分
子９には、Ｄｉｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｙｌ ｓｕｂｅｒ
ａｔｅ等のｈｏｍｏｂｉｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｎ−ｈ
ｙｄｒｏｘｙｓｕｃｃｉｎｉｍｉｄｙｌ（ＮＨＳ）ｅｓ
ｔｅｒｓグループ分子やＤｉｍｅｔｈｙｌａｄｉｐｉｍ
ｉｄａｔｅ−２−ＨＣＬ等のｈｏｍｏｂｉｆｕｎｃｔｉ
ｏｎａｌ ｉｍｉｄｏｅｓｔｅｒｓグループ分子があ
る。また、本実施例で用いたリンカー分子は、分子の両
末端にアミノ基と反応するスクシンイミド基を有してい
るが、これら両末端の官能基は異なっていてもよい。例
えば、その一方は、チオール基やカルボキシル基と反応
するような反応基を有するリンカー分子を用いることも
可能である。

【００３３】（Ｓ５）で用いられるＤＮＡプローブ５０
には、合成時にＤＮＡの５’末端にアミノ基またはチオ
ール基を付与したものが用いられる。アミノ基またはチ
オール基の付与は、市販のＤＮＡシンセサイザーの専用
キットを用いて容易に行うことが可能である。ＤＮＡプ
ローブ５０に用いる塩基配列は、遺伝学的、生化学的ま
たは免疫学的、病理学的に有意義な任意の配列とハイブ
リダイズするものが選択されるが、何れの配列も選択可
能である。

【００３４】キャピラリの内壁４６に対する（Ｓ１）、
（Ｓ２）、（Ｓ３）、（Ｓ４）および（Ｓ５）の各プロ
セスでの処理条件は、使用するキャピラリの材質、形
状、サイズまたはＤＮＡプローブの種類に応じて適宜設
定すればよい。

【００３５】６．ハイブリダイゼーションの原理 製作したＤＮＡキャピラリを用いて測定を行うには、注
入用開口部１２ａおよび排出用開口部１２ｂを通じて、
試料や試薬等の処理用液体の注入および排出を行えばよ
い。ここで、排出用開口部１２ｂからの排出時期を種々
変更することによって、所望の反応時間を得ることが可
能となる。例えば、試料をキャピラリの一端の開口から
導入し、ＤＮＡの融点（Tm値）から１０〜１５度低い温
度で反応させる。次に、キャピラリを洗浄するための洗
浄液で洗浄操作を行った後、これを蛍光測定等に供す
る。ここで使用する洗浄液は、使用温度や組成を適宜変
えることにより、ストリンジェンシーを調節したものが
望ましい。試料の測定に関与するプロセスが、固定化し
たＤＮＡに対するハイブリダイゼーション反応を含む場
合には、試料中のＤＮＡをバイブリダイゼーションでき
る状態に調製した上で、ＤＮＡキャピラリに適用する。
ここで使用する試料とは、測定対象である生物学的材料
が、それ自身液状のもの、または適宜の溶液に溶解若し
くは懸濁することにより液状化したものをいう。従っ
て、試料としての液体の状態は任意である。

【００３６】また、本装置では、複数本並列させること
により同時に処理することが可能である。複数のキャピ
ラリの配置は任意であるが、測定に関与する一部または
全部のプロセスにとって都合の良い配置とするのが好ま
しい。

【００３７】７．制御系手段 本発明のキャピラリ処理装置の動作は、全て、予め記憶
媒体に設定されたプログラムに従って制御される。この
とき、記憶媒体にプログラミングされる動作の設定は、
図７に示すように階層構造をとる。最下層はステップで
ある。ステップは本装置が行う最小の動作である。

【００３８】次の階層はカードである。カードは、ステ
ップの組み合わせにより、目的の動作を設定することが
可能である。所望に応じて選択した複数のステップから
カードを作成し、各ステップ毎に動作の詳細なパラメー
タを設定する。

【００３９】

【表１】

【００４０】最上層はブックである。ブックはカードの
組み合わせにより１つのバッチ処理を設定することが可
能である。また、カードとカードの動作の間に、ホール
ド時間としてキャピラリの放置する工程を設定すること
も可能である。

【００４１】［実施例］ 例１．ＤＮＡキャピラリ 本発明のキャピラリ装置により製造することが可能なＤ
ＮＡキャピラリの例を以下に示す。図８Ａは、本発明に
製造可能なＤＮＡキャピラリの全体像、図４Ｂは上から
見た平面図である。ＤＮＡキャピラリアレイの本体は、
ガラスまたはシリコン等の材料から作成した下側基板８
６aと上側基板８６ｂとを接着した基板８６である。下
側基板８６ａ上には、図示するようなパターンの溝が設
けられており、これらによって複数のＤＮＡキャピラリ
８３ａ、８３ｂ、８３ｃ・・・が形成されている。ま
た、下側基板８６ａと同時に上側基板８６ｂにも同様な
パターンの溝があってもよい。

【００４２】図８Ｂに示すように各々のＤＮＡキャピラ
リ８３ａ、８３ｂ、８３ｃ・・・の一端は、個別出入口
８４ａ、８４ｂ，８４ｃ・・・の真下まで延在し、各個
別出入口８４ａ，８４ｂ，８４ｃ・・・を通じて外気に
開放されている。他端は、合流路としての連結流路８７
で１つに連結され、共通出入口８５の真下まで延在し、
この共通出入口１５を通じて外気に開放されている。個
別出入口８４ａ，８４ｂ，８４ｃ・・・および共通出入
口８５は、例えばスクリーン印刷技術を利用して接着剤
を所定の位置に薄膜状に形成して、ガラス管等の管状部
材を接着することにより形成することが出来る。ＤＮＡ
プローブ８２ａ，８２ｂ，８２ｃ・・・は、図示するよ
うに各々のＤＮＡキャピラリ８３ａ，８３ｂ，８３ｃ・
・・の流路上に、相互に分離された環状のプローブ領域
に配置される。

【００４３】例２．ＤＮＡプローブの固定化 ＤＮＡプローブの固定化プロセスには、上記で述べた光
反応を利用した方法が同様に使用でき、これにより複数
のキャピラリに対して、一度に各処理を行える。即ち、
ＤＮＡプローブの固相化に用いる固相化用処理液を共通
出入口８５から連結流路８７を介し、複数のＤＮＡキャ
ピラリの各々に同時に供給できる（図８）。また、それ
ら処理液の排出も、共通出入口８５を通じて一括して行
なうことができる。

【００４４】また、キャッピング剤を分解するための紫
外線による露光プロセスも複数のキャピラリに対して一
度に行うことが可能である。即ち、適宜の紫外線照射手
段を該ＤＮＡキャピラリの上方に設置する。好ましく
は、紫外線照射手段は走査型であり、ＤＮＡキャピラリ
８３ａ、８３ｂ、８３ｃ・・・に直交し、且つ用意した
複数のキャピラリ全てに架かる走査長を有し、更に、前
記キャピラリ全てに亘ってライン状に紫外線を照射でき
る手段が好ましい。これをＸ方向（ＤＮＡプローブが固
相化される流路に対して平行な方向）および／またはＹ
方向（該流路に対し直交する方向）に自由に移動するこ
とにより、ＤＮＡキャピラリ８３ａ，８３ｂ，８３ｃ…
をスキャンしながら、ライン状に紫外線を照射する。こ
のプロセスにより、同時に全てのＤＮＡキャピラリ８３
ａ，８３ｂ，８３ｃ・・・の特定の場所に対してライン
状に紫外線照射が達成される。該照射によるキャッピン
グ剤の除去に続いて、上記で述べた更なるステップを経
ることにより、ＤＮＡプローブ８２ａを固相化する。本
実施例では、下側基板８６ａが光透過性でなくとも、少
なくとも上側基板８６ｂが光透過性であれば、下側基板
８６ａおよび上側基板８６ｂにより形成される流路の所
望する位置の壁面が、環状に露光されるので、露光に応
じて環状にＤＮＡプローブが固相化される。更に、該照
射手段を、ＤＮＡキャピラリ８３ａ，８３ｂ，８３ｃ・
・・に対して平行なＸ方向に所定間隔分だけ移動した位
置に、同様のスキャニング照射と、ＤＮＡプローブ８２
ｂの固相化を行って、２種類目のＤＮＡプローブを固相
化する。更に、以上の操作を繰り返すことにより、図４
に示すように独立して配置した複数のＤＮＡプローブ領
域、即ちＤＮＡプローブ領域８２ａ，８２ｂ，８２ｃ・
・・を形成することが出来る。なお、上述した露光プロ
セスにおいて、スキャニングの軌跡上で露光を避けたい
ＤＮＡキャピラリがある場合には、例えば紫外線照射手
段による照射の有無を適当なスイッチ回路により選択的
に切り替えるようにして回避してもよい。これにより、
スキャニングの際に紫外線が照射されないように操作す
ることができる。これにより各ＤＮＡキャピラリ毎に異
なる組合せでＤＮＡプローブを固相化できるので、測定
項目の多様化が図れる。その結果、１試料に対して多項
目を測定する場合、または複数試料について異なる多項
目を測定する場合等、必要最小限の項目についてのみ測
定を実施することが可能となるので有益である。それに
加えて、ＤＮＡキャピラリ製造段階においても、必要の
ないＤＮＡプローブを固相化しなくて済むので材料の無
駄が省ける。また、全ＤＮＡキャピラリ８３に夫々同じ
組合せのＤＮＡプローブを固相化すれば、最大キャピラ
リ数と同数の試料に対して同時に同じ測定を実施でき
る。

【００４５】更に、上記の固相化プロセスにおいて、共
通出入口８５を通じてＤＮＡキャピラリ８３ａ，８３
ｂ，８３ｃ…に導入された固相化用処理液のうち、特
に、ＤＮＡプローブを含む液体（図６のＳ５参照）およ
びそれに続く洗浄のための洗浄液については、個別出入
口８４ａ，８４ｂ，８４ｃ・・・から個別に排出するこ
とが好ましい。そうすることによって、異なった液を複
数用いる際に起きるコンタミネーションの影響を極力避
けることが可能である。また、試料を測定する際には、
個別出入口８４ａ，８４ｂ，８４ｃ・・・から試料等を
注入して測定を行うことが好ましい。その結果、各液
を、互いに異なる他の液から完全に分離した状態で、流
動出来るので測定精度が向上する。

【００４６】ＤＮＡキャピラリは、用途に合わせて種々
の大きさに加工することができる。実用的には幅が１０
μｍ〜５ｍｍ、深さ１μｍ〜５００μｍ、長さが５ｍｍ
〜１００ｍｍ、ＤＮＡキャピラリの間隔１０μｍ〜５ｍ
ｍ程度で充分であろう。但し、一般的に、測定対象とな
るｍＲＮＡ、またはｍＲＮＡから転換したｃＤＮＡの拡
散速度は毎秒約５μｍと遅いので、反応の効率性を考え
ると、ＤＮＡキャピラリ断面形状は、幅を広くしても深
さは浅くするような扁平構造をとることが好ましい。そ
れにより、反応時間の短縮、試料の微量化、観察時の視
野の増加等が期待できる。

【００４７】例３．キャピラリの製造 本発明で使用できるキャピラリアレイの１例である、図
８に示すＤＮＡキャピラリ８３ａ，８３ｂ、８３ｃ・・
・の溝部分を製造するための、物理的な加工方法には、
エキシマレーザエッチング、フォトリソグラフィによる
エッチング等の様々な方法を用いることが可能である。
１例として、半導体加工技術を用いた溝加工の方法につ
いて、図９のスキームに沿って説明する。

【００４８】先ず、シリコンウエハー基板１００に酸化
膜９９を５０００Å程度形成し、さらにレジスト膜９８
を形成する（Ａ）。次に、シリコンウエハー基板１００
上の溝パターンに応じたマスクを製作し、アライナーを
用いてレジスト露光を行って現像する（Ｂ）。次に、パ
ターニングされたレジスト膜９８を用いて、酸化膜９９
９のエッチングを行う（Ｃ）。このエッチングには、フ
ッ化水素酸とフッ化アンモニウムを１：９程度に混合し
た溶液を用いる。次に、レジスト膜９８を除去する
（Ｄ）。この除去には、硫酸と過酸化水素溶液の混合液
や酸素プラズマによる方法が用いられる。次に、パター
ニングされた酸化膜９９を用いてシリコンウエハー基板
２０のエッチングを行う（Ｅ）。この時のエッチング方
法としては、等方性、異方性のウェットエッチングや、
プラズマを用いたドライエッチングなどの既存の様々な
方法が適用可能である。次に、酸化膜９９を除去する
（Ｆ）。この場合、単に除去するだけであるので、例え
ばフッ化水素酸溶液を５０％に純水で希釈した溶液に曝
すことにより行える。最後に、エッチングされた溝部分
も含めて、シリコンウエハー基板１００の周囲をシリコ
ン酸化膜１０１で覆う（Ｇ）。

【００４９】以上の方法により、溝の物理的な加工は達
成できるが、更に、図９Ｈに示すように、光透過性の蓋
１０３を接合すれば、図１で示したような個別出入口３
および個別出入口４を設けたＤＮＡキャピラリのアレイ
を形成することが出来る。図８Ａで示された基板８６
は、図９Ｈでは酸化膜１０１で覆われたシリコンウエハ
ー基板１００と蓋１０３とに相当する。なお、蓋１０３
の接合には、陽極接合法を用いることが出来る。陽極接
合法とは、５００℃程度に加熱しながらシリコンウエハ
ー基板１００と蓋１０３に１０００Ｖの電圧を印加して
基板同士を接合する方法で、この方法を使用するために
は、シリコンと熱膨張率のほぼ等しいパイレックスガラ
ス等を蓋１０３として用いる必要がある。また、シラン
処理は、シリコンウェハー基板１００と蓋１０３の接合
の前でも後でもよい。必ずしも、蓋１０３を同様にシラ
ン処理する必要はないが、蓋１０３も同様のシラン処理
を行う方が好ましい。その場合、接合前、接合後のどち
らにおいて、シラン処理を行ってもよい。それにより、
図８で示したのと同様に環状にＤＮＡプローブが固相化
されるので、固相効率および反応感度上有利である。一
方、蓋１０３にシラン処理を行わない場合には、シリコ
ンウエハー基板１００の溝部分のみに、光反応によるＤ
ＮＡプローブの固相化が行われるので、Ｕ字状のプロー
ブ領域が得られる。この場合でも、本発明のＤＮＡキャ
ピラリアレイとして用いることが可能である。

【００５０】前述した溝加工では、シリコンウエハー基
板１００を用いたが、シリコン基板に代えて、石英やパ
イレックスガラスなどのガラス基板を用いることもでき
る。その場合には、基板のエッチングマスクを酸化膜９
９の代わりに金などの金属マスクを用いる。また、接合
についても、そのまま陽極接合法を用いることは出来な
いが、間にシリコン薄膜を形成することにより使用可能
となる。シリコンウエハー基板１００のエッチングマス
クに用いた酸化膜９９は、これに限定されることなく、
窒化シリコン膜やアルミナ等の膜も利用できる。

【００５１】このように形成されたＤＮＡキャピラリア
レイは、次のような作用効果を有する。即ち、一度に大
量のＤＮＡキャピラリを形成できるため、低コストであ
り、扱いが簡便である。また、キャピラリで形成される
流路に対して、紫外線照射を行うことにより、環状に脱
保護が行われるので、ＤＮＡプローブをキャピラリの内
壁に環状で効率良く固定化でき、その結果、試料の測定
感度が向上する。また、多くの試料を測定する際にも、
ＤＮＡキャピラリが集積化されているため、処理が簡便
に行なえる。例えば、図８に示すＤＮＡキャピラリアレ
イの場合、個別出入口８４ａ，８４ｂ，８４ｃ・・・か
らそれぞれ異なる試料を導入して、所要時間のインキュ
ーベションにより生物学的反応をさせた後に、共通出入
口８５から一括して試料を回収除去できる。更にその
後、適宜、洗浄液や測定用試薬を同様の流れにより処理
することができるので、自動化し易く、ひいては測定処
理能力の高い装置を構成することが出来る。

【００５２】なお、本発明で製造されるＤＮＡキャピラ
リは、た実施例にとらわれることなく様々な変形を伴な
った形態で提供され得る。例えば、上述した各実施例で
は、その製造および試料測定に当たって、いずれも互い
に異なる開口部を用いて注入と排出とを行っているの
で、各々の液体については必ず一方向の流れが存在す
る。しかし、場合によっては、注入時の開口部と同じ開
口部から排液するようにし、注入時の流れとは反対方向
に戻すようにしてもよい。

【００５３】また、図８に示した例では、平行に配置し
たＤＮＡキャピラリ８３ａ，８３ｂ，８３ｃ・・・の夫
々の一端を連結流路８７で連結している。しかし、複数
のＤＮＡキャピラリ８３ａ，８３ｂ，８３ｃ・・・を連
結流路上８７で連結せずに、各々独立した流路で構成す
るようにすれば、複数の試料を効率良く処理する集積化
アレイをも提供できる。

【００５４】また、本発明の装置で製造されるＤＮＡキ
ャピラリは、試料測定以外にも、ＤＮＡまたはｍＲＮＡ
の分離・精製にも利用可能である。更に、本発明のＤＮ
Ａキャピラリに固相化するプローブは、抗原抗体反応に
関与するタンパクを構成するものであってもよい。更
に、試料測定に当っては、本件出願前に公知であるＤＮ
Ａプローブを用いた任意の反応原理から適宜選択しても
よい。このとき、測定に必要な種々の試薬、例えば蛍
光、化学発光物質、発色物質等の標識試薬は、公知の化
学分析技術にしたがって利用してよい。

【００５５】例４．キャピラリ処理装置 本発明のキャピラリ処理装置の好ましい１態様を示す模
式図を図１０に示す。本キャピラリ処理装置には、複数
のキャピラリを具備するキャピラリアレイ１１１が、保
持手段（図中には示さず）に保持される。キャピラリア
レイ１１１には分注口１１３と、排出口１１５が配置さ
れる。排出口１１５はコネクタアレイ１１６とチューブ
を介してバルブ１１７に連結される。更に、バルブ１１
７はチューブとバルブとを介しシリンジポンプ１１８に
連結される。シリンジポンプ１１８により吸引された溶
液または気体は、廃液タンク１１９に破棄される。ま
た、廃液タンク１２０も、エアーポンプ１２１により吸
引されたキャピラリ内からの廃液または排気を収めるた
めに設置される。ここでは、廃液タンクを２つ設置した
が、その数は２つに限定されるものではなく、所望に応
じて設置してよい。

【００５６】キャピラリアレイの上部には、紫外線露光
ユニット１２４が設置される。紫外線露光ユニットは、
光源３１に紫外線を使用したライン状ビーム形成ユニッ
トである。紫外線露光ユニット１２４は、キャピラリア
レイ１１１の上部を、図１０に示すＸ’軸方向に所定の
間隔で間欠的に移動することが可能となるように移動機
構が設定され、制御されている。例えば、紫外線露光ユ
ニット１２４は、キャピラリ１１１に該ビームを照射す
る場合には、キャピラリ１１１の真上に移動して、露光
したい部分に相当する位置で露光に要する時間分だけ停
止する。それ以外の場合は、Ｘ軸方向で移動し、他の操
作を妨害しないような位置、好ましくはキャピラリを外
れてバルブ１１７付近の上方に待避する。

【００５７】紫外線露光ユニット１２４により、キャピ
ラリ１１１に対し、その流路に対して直角に交わるライ
ン状にビーム１１４が照射される。光源３１は、水銀灯
以外にも、例えば、キャノンランプまたはレーザー等が
使用可能である。

【００５８】ライン状ビームの形状は、ライン状ビーム
形成ユニットに具備されるマスクに施されたスリットの
形態に依存して形成される。この例では、該スリット
は、１０ｍｍ×０．２５ｍｍのライン状形態であり、ま
たレンズはテレセン２倍レンズを使用することで、キャ
ピラリ上に２０ｍｍ×０．５ｍｍのライン状ビームを投
光するように構成されている。スリットのサイズとレン
ズの倍率を変更することにより、所望に応じたビームを
キャピラリに照射することが可能である。

【００５９】また、この例で使用されるキャピラリアレ
イは、深さ０．１ｍｍ、幅０．３ｍｍの矩形状の中空状
キャピラリを８本平行に形成したアレイであり、キャピ
ラリアレイ本体は、長さ約５０ｍｍ、幅約２５ｍｍであ
り、８本のキャピラリを長手方向に整列し、幅約１８ｍ
ｍの範囲内に配置するものである。

【００６０】キャピラリアレイ１１１への分注は、分注
ノズル１２２により行われる。分注ノズルは、チューブ
およびバルブを経てポンプ１２３ａおよびポンプ１２３
ｂに連結する。ポンプ１２３ａおよびポンプ１２３ｂ
は、夫々、分注量１から１０μｌ、および１００μｌに
設定され、分注量に応じて使用される。また、分注量お
よびポンプの数、並びに分注ノズルの設置数を変更する
ことが可能である。分注ノズル１２２は、本装置内を図
中のＹ軸、Ｘ軸の方向に移動することが可能である。ま
た、分注ノズル１２２は、Ｚ軸方向、即ち、上下に移動
する。分注ノズル１２２の移動範囲は、少なくとも図中
に示す矢印の範囲内でよい。

【００６１】分注ノズル１２２の動作の１例を以下に示
す。例として、試薬１２８ａをキャピラリ１１１の分注
口１１３に添加する場合の動作を説明する。先ず、分注
ノズル１２２は、通常保持位置よりＹ軸方向およびＸ軸
方向に必要な距離だけ移動して、試薬１２８の真上に移
動する。次に、分注ノズル１２２はＺ軸方向に移動し、
１２８ａの試薬瓶の試薬中に浸漬する。その後、ポンプ
１２３ａまたはポンプ１２３ｂが作動し、必要量が吸引
される。続いて、分注ノズル１２２は、Ｚ、ＹおよびＸ
軸方向に移動し、最終的に、目的の分注口１１３の真上
に移動する。その後、Ｚ軸方向に移動し、分注口１３３
に到達した後に、再度、該ポンプが作動して試薬を注入
する。必要な操作が終了した際には、分注ノズルは、廃
液ポッド１２６に余分な試薬を廃棄し、洗浄ポッド１２
７と廃液ポッドの間を行き来し、且つ吸引吐出を繰り返
すことにより洗浄される。

【００６２】また、本キャピラリ処理装置には、マイク
ロタイタープレート１２５が設置される。マイクロタイ
タープレート１２５には、ハイブリダイゼーション反応
に供するための試料、固相化用ＤＮＡプローブおよび固
相化用試薬等を保持することが可能である。マイクロタ
イタープレートは市販のものを使用することが可能であ
る。

【００６３】また、図示してはいないが、キャピラリア
レイの真下には、ホットプレートが配置される。ホット
プレートは従来の何れの加熱体を使用することも可能で
ある。温度制御範囲は、約２０℃から約９５℃程度でよ
い。サイズは、キャピラリアレイの大きさに応じて任意
に設定することが可能である。

【００６４】また、本キャピラリ処理装置の全ての動作
は、予め記憶媒体に設定されたプログラムにより制御さ
れる（図示せず）。また、必要に応じてセンサーを配置
し、その動作が適性に実行されたか否かを検出すること
も可能である。

【００６５】例５．コネクタアレイおよびキャピラリ保
持手段 本発明の装置で使用する好ましいコネクタアレイの１例
を図１１に示す。図１１Ａは、コネクタアレイを８本の
キャピラリからなるキャピラリアレイにセットした場合
の平面図である。図１１Ｂは、図１１Ａの線Ｎ−Ｎ’で
の断面図であり、図１１Ｃは線Ｍ−Ｍ’での断面図であ
る。コネクタアレイ１４１はシリコン樹脂等の弾性ポリ
マーで形成される。

【００６６】更に、コネクタアレイは、図１２に示され
るフレーム１５１ａおよび１５１ｂに固定され使用され
る。図１２Ａはフレームに維持されるコネクタアレイの
セットされたキャピラリアレイを示す。図１２Ｂは、線
Ｏ−Ｏ’での断面図であり、図１２Ｃは線Ｐ−Ｐ’での
断面図である。

【００６７】フレーム１５１ａは、キャピラリアレイの
注入用開口部に適用するコネクタアレイを維持し、フレ
ーム１５１ｂは、同キャピラリアレイの排出用開口部に
適用するコネクタアレイを維持する。フレーム１５１ａ
および１５１ｂには、本キャピラリ処理装置に固定する
ためのテーパ１５４が施されている。フレーム１５１ａ
および１５１ｂは、金属またはプラスチックで形成され
る。

【００６８】また、フレーム１５１ａは、キャピラリへ
の液体または気体の注入に有利となるように、各開口部
にテーパ１５３が施されている。テーパ１５３のサイズ
はノズル１２２のサイズに合わせて変更してよい。

【００６９】一方、フレーム１５１ｂは、液体または気
体の排出するためのチューブを、更に接続するために、
ジョイント１５２が配置される。ジョイント１５２は、
フレーム１５１ｂに密接するように配置される。また、
フレーム１５１ｂは、図１３Ａに示すような形態のフレ
ーム１６１であってもよい。フレーム１６１の線Ｒ−
Ｒ’での断面図が図１３Ｂである。図１３Ｂの開口部１
６３の位置にコネクタアレイとキャピラリアレイの排出
開口部が位置する。開口部１６２にジョイント１５２が
配置される。ジョイント１５２はチューブ、バルブ等を
介してポンプおよび廃液タンク等に接続される。

【００７０】図１４は、キャピラリアレイとコネクタア
レイとを具備したフレームが本発明のキャピラリ処理装
置に維持された状態を示す図である。図１４Ａは、キャ
ピラリアレイの注入用開口部側であり、図１４Ｂは排出
用開口部側である。支持体１７７は、ヒータ１７４上に
ネジで固定されたベース板１７３に固定されている。更
に、支持体１７７には、フレーム１５１ａおよび１５１
ｂを固定するためのストッパー１７１が具備され、該ス
トッパー１７１の先は、スプリング１７２によって各テ
ーパ１５４に押し付けられている。このスプリング１７
２による押し付けにより、キャピラリアレイは、ヒータ
に押し付けられることになるため、効率のよい熱伝導が
得られる。ストッパー１７１とスプリング１７２および
テーパ１５４による固定により、キャピラリアレイは、
本装置の同一の位置に常に容易に取り付けられる。

【００７１】ここで、本例では、深さ０．１ｍｍ、幅
０．３ｍｍの矩形状の中空状キャピラリを８本平行に形
成したキャピラリアレイを使用している。キャピラリア
レイ本体は、長さ約５０ｍｍ、幅約２５ｍｍであり、８
本のキャピラリを長手方向に整列して幅約１８ｍｍの範
囲内に配置したものである。

【００７２】例６．キャピラリ処理装置の動作のプログ
ラム 本装置を自動運転するために行なう処理の流れを、図１
５にフローチャートとして示す。まず、任意のステップ
を組み合わせてカードを作成する。次に、選択したステ
ップのパラメータを設定した後で、ファイルへ保存す
る。この操作を必要に応じて繰り返す。ステップ項目、
設定パラメータおよび設定内容の１例を表１に示す。続
いて、任意のカードを組み合わせてブックを作成し、こ
れをファイルに保存する。この操作を必要に応じて繰り
返す。以上の操作は、プログラム編集における設定であ
る。続いて、自動運転開始時の設定を以下のように行
う。即ち、上記で作成し保存したブックを組み合わせ、
それにより自動運転の手順を指定する。その後、自動運
転を開始する。

【００７３】本発明の装置におけるプログラム編集で
は、実際に自動運転を行う際に必要なパラメータ群を設
定する。編集されたデータは、自動運転時に随時ステッ
プ単位で転送される。

【００７４】本発明の装置における動作プログラムの設
定例を表２および表３に示す。表２および表３に示すカ
ードＮｏ．１は、ステップ１からステップ１０までの動
作が順次行われるように設定されている。このカードに
従うと、「サンプル吸引」→「サンプル吐出」→「試料
吸引１」→「試料吸引２」→「試薬排出」→「ノズル洗
浄」→「マスク移動」→「露光」→「ヒーターＯＮ」→
「温度確認」の順で実施される。また、各ステップの動
作について、更に詳しい条件を設定する必要がある。例
えば、ステップ１として設定された「サンプル吸引」で
は、少なくともポンプの選択、試料位置および吸引量を
設定する。

【００７５】

【表２】

【００７６】

【表３】

【００７７】また、ブックを作成することによる連続操
作の設定例を表４に示す。ブックは、複数のカードを組
み合わせることにより、各カードで行われる一連の動作
を更に連続して動作することを可能にする。表４に示す
ブックＮｏ．１は、表に示す通りの順番で夫々のカード
に設定された動作を連続して行なう。また、表４に示さ
れる通り、順番２、５および９の工程でホールド時間が
設定される。

【００７８】

【表４】

【００７９】本実施例においては、ステップ数を１０と
してカードを作成し、カード数を１０としてブックを作
成したが、これに限定されることなく任意の数での設定
が可能である。同様にブックの組み合わせも任意に設定
することが可能である。また、同様に、カード内の項目
も任意に設定することが可能である。

【００８０】例７．本装置によるＤＮＡプローブの光固
相化 キャピラリアレイにフレームに固定したコネクタアレ
イ、ジョイントおよびチューブをセットし、更にポンプ
およびバルブユニットを接続し、本装置の所定の位置に
セットする。続いて、試薬トレイに必要な試薬をセット
する。例えば、１０ｗｔ％水酸化ナトリウム溶液、１０
ｗｔ％シランカップリング溶液、4,5-dimetyhoxy-2-nit
robenxyl chloroformateの１ｗｔ％ジオキサン溶液、１
ｍＭ酢酸バッファー、ＤＳＳの０．０３７ｗｔ％ＤＭＦ
溶液、および少なくとも１種類の５’末端アミノ化ＤＮ
Ａプローブ等がセットされる。ここで、１ｍＭ酢酸バッ
ファーは露光の間、キャピラリに充填しておく液体であ
り、その使用によりデキャッピングを安定化するもので
ある。しかしながら、このような液体を充填せずに露光
してもよい。

【００８１】次に、動作のプログラミングを行なう。例
えば、洗浄動作では、洗浄カード１を作成し、ステップ
１に１０ｗｔ％の水酸化ナトリウムの溶液がセットして
ある試薬位置と吸引量を指定する。ステップ２に吐出す
るキャピラリの位置と吐出量を指定する。ステップ３に
キャピラリ内に導入する液量および吸引ポンプを指定す
る。ステップ４で試薬排出用ポンプと排出量を指定す
る。ステップ５で洗浄用の試薬と吸引量とを指定する。
ステップ６で吐出するキャピラリの位置と吐出量とを指
定する。ステップ７で試薬排出用ポンプと排出量とを指
定する。続いて、洗浄カード２を作製し、同様の動作の
設定をキャピラリの異なる位置に対して設定する。更
に、必要に応じて、洗浄カード３、洗浄カード４と、複
数枚のカードを作成し、それらのカードを纏めて洗浄ブ
ックとする。同様にプログラミングを行ない、アミノシ
ラン処理ブック、キャッピングブック、デキャッピング
ブック、プローブ固定ブックを作成し、それらのブック
を処理順に並べて処理実行プログラムを作成する。これ
らのカードやブックは自由に差し替えることや吸引量等
の細かな設定を変更することが可能である。従って、一
度作成してしまえば、後は、容易な操作により自由に動
作プログラムを組み替えることが可能である。上述のよ
うに設定したプログラミングが終了した後、本装置の運
転を開始する。

【００８２】キャピラリ処理装置においては、ライン状
ビームを用いるため、複数のキャピラリに同時に固相化
処理が可能である。例えば、８本のキャピラリアレイに
異なるＤＮＡプローブを固相化する場合には、８本の全
キャピラリに対する処理を１単位として処理を同時に進
行することにより、ライン状ビーム照射による１度の光
固相化で、異なる８つのＤＮＡプローブを８本全てに同
時に行なうことが可能である。ＤＮＡプローブを所望に
応じてキャピラリの全長に亘り固相化する場合には、こ
の操作を繰り返して行なう。

【００８３】複数種類のＤＮＡプローブを同一キャピラ
リに対して縞状に固相化する場合には、キャピラリの長
手方向の複数位置においてビームによる露光を繰り返す
とともに、各露光工程の後に、対応する所望の種類のＤ
ＮＡプローブ溶液を流入およびインキュベーションし、
次いで、洗浄液（例えば、純水、イオン交換水、緩衝液
等）を流入することにより次の露光に備える。

【００８４】例８．キャピラリ処理装置を用いたハイブ
リダイゼーション 例６の操作により製造したＤＮＡキャピラリアレイにコ
ネクタアレイ、ジョイントおよびチューブをセットし、
更にポンプおよびバルブユニットを接続し、所定の位置
にセットする。続いて、試薬トレイに必要な試薬をセッ
トする。例えば、測定試料溶液、洗浄用バッファー等が
セットされる。

【００８５】次に、動作のプログラミングを行なう。例
えば、測定試料分注動作では、測定試料分注カード１を
作成し、ステップ１に測定試料１をセットしてある試薬
位置、吸引量を指定する。ステップ２に吐出するＤＮＡ
キャピラリの位置と吐出量とを指定する。ステップ３に
ＤＮＡキャピラリ内に導入する液量と吸引量ポンプとを
指定する。続いて、測定試料分注カード２を作成し、同
様の動作をＤＮＡキャピラリの異なった位置および測定
試料２に対して設定する。繰り返し測定試料分注カード
３、測定試料分注カード４を必要な枚数作成し、それら
のカードを纏めて測定試料分注ブックとする。同様のプ
ログラミングを行ない、反応温度設定ブック、反応時間
ブック、洗浄ブック等を作成し、それらのブックを処理
順に並べ、処理実行プログラムを作成する。これらのカ
ードやブックは自由に差し替えすることや吸引量等の細
かな設定を変更することが可能である。従って、一度作
成すれば、後は、容易な操作により自由に動作プログラ
ムを組み替えることが可能である。プログラミングが終
了した後、本装置の運転を開始し、ハイブリダイゼーシ
ョンを開始する。通常では、ハイブリダイゼーション反
応は１２時間程度の長時間を必要とするが、本キャピラ
リ処理装置によれば、反応時にキャピラリ内の測定試料
をポンプを用いて前後に移動させる等の動作も付け加え
ることが可能であるため、従来の方法に比べて、反応の
効率化や微量化を達成することが可能である。

【００８６】

【発明の効果】本発明の装置を使用することにより、Ｄ
ＮＡキャピラリを使用する研究者が、所望するＤＮＡキ
ャピラリを自由に設定し、簡便に製造することが可能で
ある。

【００８７】また、本発明の装置で使用するキャピラリ
は、流路が平衡に配置されている。本発明の装置は、光
源としてライン状のビームを用い、該キャピラリの流路
に対して直角に交わるライン状にビームを照射すること
により、一度に複数のキャピラリの特定の部分に対し
て、ＤＮＡプローブを光固相化することが可能である。
更に、必要な試薬の分注動作および排出操作、並びに該
ビームの照射に関する操作、即ち、ビーム照射位置の移
動をコンピュータにより制御することにより、複数のキ
ャピラリに複数のＤＮＡプローブを効率よく光固相化す
ることが可能である。

【００８８】また、本発明の装置に使用されるライン状
ビーム形成ユニットの使用により、従来の方法では不可
能であった、シャープな輪郭の投影が可能である。ま
た、マスクパターンのサイズまたは形態を変更すること
により、ライン状ビームのサイズまたは形態を容易に変
更することが可能である。また、このとき、該ユニット
のレンズの倍率は一定に維持されるので、投射光量密度
の変更は生じない。従って、ライン状ビームのサイズ変
更に伴なう露光条件の変更が必要ないという効果が得ら
れる。

【００８９】また、本発明の装置は、ＤＮＡキャピラリ
を製造するために必要な煩雑な、分注動作等の一連の操
作を、研究者の目的に応じて、簡単に自由に設定するこ
とが可能である。例えば、サンプル吸引、吐出、キャピ
ラリ内の液の吸引、加熱、露光等の各ステップを、各ス
テップ毎に設定することが可能である。更に、ステップ
毎に、サンプルの吸引量、吐出量、液の吸引量、加熱時
間、露光時間等を、各ステップのパラメータとして設定
することが可能である。

【００９０】更に、本発明の装置では、各設定を階層構
造で動作できるプログラミングを構成することにより、
一連の分注、一連の洗浄動作を、各々名前を伏して保存
することが可能である。従って、目的に応じて特定の動
作を簡便に且つ容易に組み替えることが可能である。

【００９１】ＤＮＡキャピラリはマイクロ加工技術を用
いて製作されることが多いので、多数の試薬注入／排出
口が密接して配置されている。本発明の装置では、キャ
ピラリの注入口および排出口に対応する位置に形成され
た複数の関通行にシリコン樹脂で形成したコネクターア
レイをはめ込み、更に、該コネクターアレイはプラスチ
ックまたは金属のフレームで固定される。従って、コネ
クターアレイが固定された該フレームにＤＮＡキャピラ
リアレイを予めはめ込むだけで、ＤＮＡキャピラリの複
数の注入および排出口にコネクターを接続することが可
能である。更に、該フレームの装置内での設置位置を決
定しておくことにより、該フレームをスプリングで固定
することだけで、該キャピラリを適切な位置に固定でき
る。また、スプリングによりＤＮＡキャピラリが加熱体
に押し付けられて固定されるので、効率よい熱伝導が期
待でき、且つ正確な温度制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の装置で使用することが可能なキャピ
ラリの例（図１Ａ）と、本装置により製造することが可
能なＤＮＡキャピラリの例（図１Ｂ）を示す図。

【図２】 ＤＮＡキャピラリの例を示す図。

【図３】 本発明のキャピラリ処理装置のブロックダイ
アグラムを示す図。

【図４】 ライン状ビーム形成ユニットを用いてキャピ
ラリにＤＮＡプローブを固相化する工程を模式的に示し
た図。

【図５】 本発明の装置で使用される好ましいライン状
ビーム形成ユニットの１例の構成を示す図。

【図６】 ＤＮＡプローブをキャピラリの内壁に固相化
する方法を示すスキーム。

【図７】 本キャピラリ処理装置の動作を制御するプロ
グラミングの基本的な階層構成を示す図。

【図８】 本発明で製造されるＤＮＡキャピラリの１例
を示す図。

【図９】 ＤＮＡプローブをキャピラリの内壁に固相化
する方法を示すスキーム。

【図１０】 本発明のキャピラリ処理装置の好ましい１
態様を示す模式図。

【図１１】 本発明で使用される好ましいコネクタアレ
イの１例を示す図。

【図１２】 本発明の装置で使用される好ましいコネク
タアレイとフレームの１例を示す図。

【図１３】 本発明の装置で使用される好ましいフレー
ムの１例を示す図。

【図１４】 キャピラリアレイとコネクタアレイとを具
備したフレームがキャピラリ処理装置に維持される状態
を示す図。

【図１５】 本装置によるキャピラリ処理過程を示すフ
ローチャート。

【符号の説明】

１．キャピラリアレイ ２．キャピラリ ５．
ＤＮＡプローブ １１１．キャピラリアレイ １１３．分注口
１１４．ライン状ビーム １１５．排出口 １１６コネクタアレイ １１
７．バルブ １１８．シリンジポンプ １１９．廃液タンク
１２１．エアーポンプ １２２．分注ノズル １２３ａ．ポンプ １２
４．紫外線露光ユニット １２５．マイクロタイタープレート １２６．廃液
ポッド １２７．洗浄ポッド １２８．試薬瓶 １４
１．コネクタアレイ １４２．キャピラリ １４３．キャピラリ内腔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｎ 33/566 Ｃ１２Ｎ 15/00 Ａ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ＤＮＡプローブをキャピラリに光固相化
   することによりＤＮＡキャピラリを製造し、且つ得られ
   たＤＮＡキャピラリに具備されるＤＮＡプローブとサン
   プルを反応するためのキャピラリ処理装置であって （１）キャピラリを保持する手段と、（２）前記保持手
   段に保持されたキャピラリ内に所望の液体を分注する手
   段と、（３）ＤＮＡキャピラリを得るためにＤＮＡプロ
   ーブを前記キャピラリに光固相化するための光学系手段
   と、（４）前記キャピラリ内の液体を排出する手段と、
   （５）（１）から（４）に記載の手段の動作を制御する
   ための制御系手段と、を具備するキャピラリ処理装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のキャピラリ処理装置で
   あって、河豚前記光学系手段が、光源と、前記光源から
   の光が通る光路と、前記光源からの光をライン状ビーム
   に形成するためにパターンを施したマスクと、ライン状
   ビームに形成された前記光を対象に集光するための投写
   光学系と、および入射光路とを、この順番で具備し、且
   つ前記ライン状ビームがキャピラリの流路に対して直交
   するライン状に照射されることを特徴とするキャピラリ
   処理装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２の何れか１項に記載の
   キャピラリ処理装置であって、前記制御系手段は、各動
   作を示すステップと、複数のステップから構成されるカ
   ードと、複数のカードから構成されるブックとからなる
   階層構成による制御プログラムを保存する記憶媒体を有
   し、該プログラムに従って各動作を制御することを特徴
   とするキャピラリ処理装置。
4. 【請求項４】 請求項１から３の何れか１項に記載され
   るキャピラリ処理装置であって、前記キャピラリ保持手
   段が、前記キャピラリの分注口および排出口に接続され
   たコネクタアレイと、コネクタアレイに固定されるフレ
   ームと、キャピラリ処理装置に固定された支持体と、前
   記フレームを支持体に保持するためのストッパーおよび
   バネとを具備することを特徴としたキャピラリ処理装
   置。