JP2001235468A - バイオチップ - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安全性が高く検査コストの低減が可能なバイ
オチップを実現する。 【解決手段】 バイオチップにおいて、採血管の開口部
から順に採取された血液を保持する採取部、この血液か
ら未知の試料を抽出する前処理部及び表面に既知の試料
がアレイ状に配置された基板とを配置し、開口部をゴム
栓により気密する。
オチップを実現する。 【解決手段】 バイオチップにおいて、採血管の開口部
から順に採取された血液を保持する採取部、この血液か
ら未知の試料を抽出する前処理部及び表面に既知の試料
がアレイ状に配置された基板とを配置し、開口部をゴム
栓により気密する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＤＮＡ，ＲＮＡ及
び蛋白等の検査のためのバイオチップに関し、特に安全
性が高く検査コストの低減が可能なバイオチップに関す
る。
び蛋白等の検査のためのバイオチップに関し、特に安全
性が高く検査コストの低減が可能なバイオチップに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】バイオチップ、例えば、ＤＮＡチップは
数千から数万種類の既知の試料である既知のＤＮＡの断
片を基板上にアレイ状に配置したものである。このよう
なＤＮＡチップに未知のＤＮＡの断片を流した場合に同
じ種類のＤＮＡ同士で結合する性質を利用して結合が生
じた既知のＤＮＡをバイオチップ読み出し装置を用いて
調べることにより、未知のＤＮＡの配列等を特定するも
のである。
数千から数万種類の既知の試料である既知のＤＮＡの断
片を基板上にアレイ状に配置したものである。このよう
なＤＮＡチップに未知のＤＮＡの断片を流した場合に同
じ種類のＤＮＡ同士で結合する性質を利用して結合が生
じた既知のＤＮＡをバイオチップ読み出し装置を用いて
調べることにより、未知のＤＮＡの配列等を特定するも
のである。
【０００３】図３はこのようなバイオチップにおけるハ
イブリダイゼーションの一例を示す説明図である。図３
中“ＳＢ０１”に示す基板上には図３中”ＤＮ０
１”、”ＤＮ０２”、”ＤＮ０３”、”ＤＮ０４”、”
ＤＮ０５”及び”ＤＮ０６”に示す６種類のＤＮＡの断
片がアレイ状に配置されＤＮＡチップを構成している。
イブリダイゼーションの一例を示す説明図である。図３
中“ＳＢ０１”に示す基板上には図３中”ＤＮ０
１”、”ＤＮ０２”、”ＤＮ０３”、”ＤＮ０４”、”
ＤＮ０５”及び”ＤＮ０６”に示す６種類のＤＮＡの断
片がアレイ状に配置されＤＮＡチップを構成している。
【０００４】一方、図３中”ＵＮ０１”は未知のＤＮＡ
の断片であり、このＤＮＡの断片は図３中”ＬＭ０１”
に示すように蛍光標識が予め付加されている。このよう
な未知のＤＮＡの断片を前述のＤＮＡチップにハイブリ
ダイズさせることにより、配列が相補的なＤＮＡ同士が
結合する。
の断片であり、このＤＮＡの断片は図３中”ＬＭ０１”
に示すように蛍光標識が予め付加されている。このよう
な未知のＤＮＡの断片を前述のＤＮＡチップにハイブリ
ダイズさせることにより、配列が相補的なＤＮＡ同士が
結合する。
【０００５】例えば、図３中”ＣＢ０１”に示すように
図３中”ＵＮ０１”の未知のＤＮＡの断片は図３中”Ｄ
Ｎ０１”に示す既知のＤＮＡの断片と結合する。
図３中”ＵＮ０１”の未知のＤＮＡの断片は図３中”Ｄ
Ｎ０１”に示す既知のＤＮＡの断片と結合する。
【０００６】この状態で、バイオチップ読み出し装置を
用いてこのようにハイブリダイズされたＤＮＡチップに
励起光を照射し、前記蛍光標識で発生する蛍光を検出す
ることにより、既知のＤＮＡの内でどのＤＮＡと結合し
たかを識別することができる。
用いてこのようにハイブリダイズされたＤＮＡチップに
励起光を照射し、前記蛍光標識で発生する蛍光を検出す
ることにより、既知のＤＮＡの内でどのＤＮＡと結合し
たかを識別することができる。
【０００７】例えば、図３中”ＳＩ０１”に示すような
ＤＮＡチップを走査した結果のイメージにおいて、図３
中”ＣＢ０１”が生じた部分のみが蛍光を生じるので図
３中”ＬＤ０１”に示す部分のみから蛍光が検出される
ことになる。
ＤＮＡチップを走査した結果のイメージにおいて、図３
中”ＣＢ０１”が生じた部分のみが蛍光を生じるので図
３中”ＬＤ０１”に示す部分のみから蛍光が検出される
ことになる。
【０００８】図４はこのような従来のバイオチップの構
成を示す構成断面図及び平面図である。また、以降の説
明に関してはバイオチップとしてＤＮＡチップを例示し
て説明する。図４において１は表面に既知の試料である
既知のＤＮＡの断片がアレイ状に配置された基板（以
下、単に基板と呼ぶ。）、２は基板１が内部に格納され
当該内部に予め蛍光標識が付加された未知のＤＮＡの断
片が含まれる溶液が導入される容器、３は容器２に設け
られ前記溶液を導入する導入口である。
成を示す構成断面図及び平面図である。また、以降の説
明に関してはバイオチップとしてＤＮＡチップを例示し
て説明する。図４において１は表面に既知の試料である
既知のＤＮＡの断片がアレイ状に配置された基板（以
下、単に基板と呼ぶ。）、２は基板１が内部に格納され
当該内部に予め蛍光標識が付加された未知のＤＮＡの断
片が含まれる溶液が導入される容器、３は容器２に設け
られ前記溶液を導入する導入口である。
【０００９】また、容器２は励起光及びこの励起光によ
り前記蛍光標識で発生する蛍光に対して透明な部材で構
成されており、更に、図４中”ＣＬ１１”、”ＣＬ１
２”、”ＣＬ１３”、”ＣＬ１４”、”ＣＬ１５”及
び”ＣＬ１６”は試料である同一種類の既知のＤＮＡの
断片が複数個配置されているセルである。
り前記蛍光標識で発生する蛍光に対して透明な部材で構
成されており、更に、図４中”ＣＬ１１”、”ＣＬ１
２”、”ＣＬ１３”、”ＣＬ１４”、”ＣＬ１５”及
び”ＣＬ１６”は試料である同一種類の既知のＤＮＡの
断片が複数個配置されているセルである。
【００１０】ここで、図４に示すバイオチップによるＤ
ＮＡ等の検査方法について図５及び図６を用いて説明す
る。図５は溶液の容器２への導入の一例を示す説明図、
図６はバイオチップ読み出し装置を用いてハイブリダイ
ズされたＤＮＡチップを走査して未知のＤＮＡの配列等
を特定する一例を示す説明図である。
ＮＡ等の検査方法について図５及び図６を用いて説明す
る。図５は溶液の容器２への導入の一例を示す説明図、
図６はバイオチップ読み出し装置を用いてハイブリダイ
ズされたＤＮＡチップを走査して未知のＤＮＡの配列等
を特定する一例を示す説明図である。
【００１１】先ず第１に、患者等の被験者から注射器等
を用いて試料である血液を採取し、前処理を行った後の
溶液を導入口３から容器２内に導入する。
を用いて試料である血液を採取し、前処理を行った後の
溶液を導入口３から容器２内に導入する。
【００１２】例えば、図５において１〜３は図４と同一
符号を付してあり、４はスポイト等の溶液導入手段、５
は溶液導入手段に充填された前処理済みの溶液である。
図５に示すように溶液導入手段４の先端部を導入口３に
挿入して溶液導入手段４に充填されている溶液５を容器
２の内部に注入する。
符号を付してあり、４はスポイト等の溶液導入手段、５
は溶液導入手段に充填された前処理済みの溶液である。
図５に示すように溶液導入手段４の先端部を導入口３に
挿入して溶液導入手段４に充填されている溶液５を容器
２の内部に注入する。
【００１３】また、前述の前処理とは採取した血液から
リンパ球を分離し、分離したリンパ球からＤＮＡを抽出
し、最後に抽出したＤＮＡに蛍光標識を付加する一連の
処理を示している。
リンパ球を分離し、分離したリンパ球からＤＮＡを抽出
し、最後に抽出したＤＮＡに蛍光標識を付加する一連の
処理を示している。
【００１４】第２に、容器２の内部に導入された溶液で
基板１を浸し、基板１の各セルに配置された既知のＤＮ
Ａの断片との結合を行わせる。
基板１を浸し、基板１の各セルに配置された既知のＤＮ
Ａの断片との結合を行わせる。
【００１５】最後に、図６に示すようなバイオチップ読
み出し装置を用いてハイブリダイズされた基板１を走査
して未知のＤＮＡの配列等を特定する。
み出し装置を用いてハイブリダイズされた基板１を走査
して未知のＤＮＡの配列等を特定する。
【００１６】図６において１〜３、”ＣＬ１１”、”Ｃ
Ｌ１２”及び”ＣＬ１３”は図４と同一符号を付してあ
り、６はレーザ光源等の光源、７はダイクロイックミラ
ー、８は対物レンズ、９はフィルタ、１０はレンズ、１
１は光検出素子である。また、６〜１１はバイオチップ
読み出し装置５０を構成している。
Ｌ１２”及び”ＣＬ１３”は図４と同一符号を付してあ
り、６はレーザ光源等の光源、７はダイクロイックミラ
ー、８は対物レンズ、９はフィルタ、１０はレンズ、１
１は光検出素子である。また、６〜１１はバイオチップ
読み出し装置５０を構成している。
【００１７】光源６の出力光はダイクロイックミラー７
で反射され、対物レンズ８で集光されて照射光として基
板１上のセル、例えば、図６中”ＣＬ１２”に示すセル
に集光される。
で反射され、対物レンズ８で集光されて照射光として基
板１上のセル、例えば、図６中”ＣＬ１２”に示すセル
に集光される。
【００１８】基板１上のセルで発生した蛍光は再び対物
レンズ８で平行光になりダイクロイックミラー７に入射
される。入射された蛍光はダイクロイックミラー７を透
過し、ダイクロイックミラー７を透過した蛍光はフィル
タ９を透過してレンズ１０により光検出素子１１に集光
される。
レンズ８で平行光になりダイクロイックミラー７に入射
される。入射された蛍光はダイクロイックミラー７を透
過し、ダイクロイックミラー７を透過した蛍光はフィル
タ９を透過してレンズ１０により光検出素子１１に集光
される。
【００１９】また、集光位置は図示しない駆動手段によ
り走査される。例えば、基板１上の他のセルである図６
中”ＣＬ１１”及び”ＣＬ１３”に示すセルに対しても
励起光が照射するように容器２自体若しくはバイオチッ
プ読み出し装置５０自体が走査される。
り走査される。例えば、基板１上の他のセルである図６
中”ＣＬ１１”及び”ＣＬ１３”に示すセルに対しても
励起光が照射するように容器２自体若しくはバイオチッ
プ読み出し装置５０自体が走査される。
【００２０】この結果、基板１上の蛍光発光したセルの
位置を特定することにより、導入された未知のＤＮＡの
配列を特定することができる。
位置を特定することにより、導入された未知のＤＮＡの
配列を特定することができる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年試料であ
る血液等はＨＩＶ等のウィルスに汚染されていることが
多く、安全性のために注射器等の医療器具は洗浄殺菌等
による再利用は行わずに使い捨て式の医療器具を用いる
ことが増加している。これに対して、図５に示すような
溶液の導入方法では必ず溶液導入手段４等から容器２へ
の溶液の移し替え作業が発生して、誤操作等により溶液
に接触してＨＩＶ等に感染してしまう危険性があると言
った問題点があった。
る血液等はＨＩＶ等のウィルスに汚染されていることが
多く、安全性のために注射器等の医療器具は洗浄殺菌等
による再利用は行わずに使い捨て式の医療器具を用いる
ことが増加している。これに対して、図５に示すような
溶液の導入方法では必ず溶液導入手段４等から容器２へ
の溶液の移し替え作業が発生して、誤操作等により溶液
に接触してＨＩＶ等に感染してしまう危険性があると言
った問題点があった。
【００２２】また、使い捨てにより廃棄すべき医療器具
も注射器、前処理に用いた器具、溶液導入手段及びＤＮ
Ａチップ等と複数個になり、検査コストが高くなると言
った問題点があった。従って本発明が解決しようとする
課題は、安全性が高く検査コストの低減が可能なバイオ
チップを実現することにある。
も注射器、前処理に用いた器具、溶液導入手段及びＤＮ
Ａチップ等と複数個になり、検査コストが高くなると言
った問題点があった。従って本発明が解決しようとする
課題は、安全性が高く検査コストの低減が可能なバイオ
チップを実現することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】このような課題を達成す
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、バイオ
チップにおいて、採血管の開口部から順に採取された血
液を保持する採取部、この血液から未知の試料を抽出す
る前処理部及び表面に既知の試料がアレイ状に配置され
た基板とを配置し、前記開口部をゴム栓により気密した
ことにより、安全性が高く検査コストの低減が可能にな
る。
るために、本発明のうち請求項１記載の発明は、バイオ
チップにおいて、採血管の開口部から順に採取された血
液を保持する採取部、この血液から未知の試料を抽出す
る前処理部及び表面に既知の試料がアレイ状に配置され
た基板とを配置し、前記開口部をゴム栓により気密した
ことにより、安全性が高く検査コストの低減が可能にな
る。
【００２４】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明であるバイオチップにおいて、前記採取部に採取され
た血液を自然拡散によって前記前処理部に導入すること
により、安全性が高く検査コストの低減が可能になる。
明であるバイオチップにおいて、前記採取部に採取され
た血液を自然拡散によって前記前処理部に導入すること
により、安全性が高く検査コストの低減が可能になる。
【００２５】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明であるバイオチップにおいて、前記採取部の気圧より
も前記基板の配置位置の気圧を負圧にしておき、前記採
取部に採取された血液を前記負圧による浸透によって前
記前処理部に導入することにより、安全性が高く検査コ
ストの低減が可能になる。
明であるバイオチップにおいて、前記採取部の気圧より
も前記基板の配置位置の気圧を負圧にしておき、前記採
取部に採取された血液を前記負圧による浸透によって前
記前処理部に導入することにより、安全性が高く検査コ
ストの低減が可能になる。
【００２６】請求項４記載の発明は、請求項１記載の発
明であるバイオチップにおいて、前記基板の配置位置を
吸引してその気圧を減圧しておき、前記採取部に採取さ
れた血液を前記吸引による浸透によって前記前処理部に
導入することにより、安全性が高く検査コストの低減が
可能になる。
明であるバイオチップにおいて、前記基板の配置位置を
吸引してその気圧を減圧しておき、前記採取部に採取さ
れた血液を前記吸引による浸透によって前記前処理部に
導入することにより、安全性が高く検査コストの低減が
可能になる。
【００２７】請求項５記載の発明は、請求項１記載の発
明であるバイオチップにおいて、外部から電圧を印加し
て、前記採取部に採取された血液を電気泳動によって前
記前処理部に導入することにより、安全性が高く検査コ
ストの低減が可能になる。
明であるバイオチップにおいて、外部から電圧を印加し
て、前記採取部に採取された血液を電気泳動によって前
記前処理部に導入することにより、安全性が高く検査コ
ストの低減が可能になる。
【００２８】請求項６記載の発明は、請求項１記載の発
明であるバイオチップにおいて、前記前処理部が前記採
取部に採取された血液からＤＮＡを抽出し、前記試料が
ＤＮＡであることにより、ハイブリダイゼーションによ
り相補的な配列を有する既知のＤＮＡと未知のＤＮＡが
結合して未知のＤＮＡの配列を特定することができる。
明であるバイオチップにおいて、前記前処理部が前記採
取部に採取された血液からＤＮＡを抽出し、前記試料が
ＤＮＡであることにより、ハイブリダイゼーションによ
り相補的な配列を有する既知のＤＮＡと未知のＤＮＡが
結合して未知のＤＮＡの配列を特定することができる。
【００２９】請求項７記載の発明は、請求項１記載の発
明であるバイオチップにおいて、前記前処理部が前記採
取部に採取された血液からＲＮＡを抽出し、前記試料が
ＲＮＡであることにより、ハイブリダイゼーションによ
り相補的な配列を有する既知のＲＮＡと未知のＲＮＡが
結合して未知のＲＮＡの配列を特定することができる。
明であるバイオチップにおいて、前記前処理部が前記採
取部に採取された血液からＲＮＡを抽出し、前記試料が
ＲＮＡであることにより、ハイブリダイゼーションによ
り相補的な配列を有する既知のＲＮＡと未知のＲＮＡが
結合して未知のＲＮＡの配列を特定することができる。
【００３０】請求項８記載の発明は、請求項１記載の発
明であるバイオチップにおいて、前記前処理部が前記採
取部に採取された血液から蛋白を抽出し、前記試料が蛋
白であることにより、抗原抗体反応により既知の蛋白と
未知の蛋白が結合して未知の蛋白の配列を特定すること
ができる。
明であるバイオチップにおいて、前記前処理部が前記採
取部に採取された血液から蛋白を抽出し、前記試料が蛋
白であることにより、抗原抗体反応により既知の蛋白と
未知の蛋白が結合して未知の蛋白の配列を特定すること
ができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下本発明を図面を用いて詳細に
説明する。図１は本発明に係るバイオチップの一実施例
を示す構成断面図である。図１において１２は従来のス
ピッツ管の代わりに注射器に挿入されて採血を行い励起
光やこの励起光によって蛍光標識で発生する蛍光等に対
して透明な採血管、１３は中央部が肉薄でこの肉薄部分
に針が穿刺されるゴム栓、１４は採取された血液が一旦
保持される採取部、１５は前述のような前処理が行われ
る前処理部、１６は採血管１２内に配置され表面に既知
の試料である既知のＤＮＡの断片がアレイ状に配置され
た基板（以下、単に基板と呼ぶ。）である。
説明する。図１は本発明に係るバイオチップの一実施例
を示す構成断面図である。図１において１２は従来のス
ピッツ管の代わりに注射器に挿入されて採血を行い励起
光やこの励起光によって蛍光標識で発生する蛍光等に対
して透明な採血管、１３は中央部が肉薄でこの肉薄部分
に針が穿刺されるゴム栓、１４は採取された血液が一旦
保持される採取部、１５は前述のような前処理が行われ
る前処理部、１６は採血管１２内に配置され表面に既知
の試料である既知のＤＮＡの断片がアレイ状に配置され
た基板（以下、単に基板と呼ぶ。）である。
【００３２】また、１２〜１６はＤＮＡチップ（バイオ
チップ）５１を構成しており、さらに、図１中”ＣＬ２
１”、”ＣＬ２２”及び”ＣＬ２３”は試料である同一
種類の既知のＤＮＡの断片が複数個配置されているセル
である。
チップ）５１を構成しており、さらに、図１中”ＣＬ２
１”、”ＣＬ２２”及び”ＣＬ２３”は試料である同一
種類の既知のＤＮＡの断片が複数個配置されているセル
である。
【００３３】採血管１２の最深部分には基板１６が配置
され、採血管１２の中間部分には前処理部１５が設けら
れる。また、採血管１２の最浅部分の空間は血液を一旦
保持する採取部１４となる。さらに、採血管１２の最深
部分は真空等の採血部１４の気圧より負圧な状態にし
て、採血管１２の開口部にゴム栓１３を設けて気密す
る。
され、採血管１２の中間部分には前処理部１５が設けら
れる。また、採血管１２の最浅部分の空間は血液を一旦
保持する採取部１４となる。さらに、採血管１２の最深
部分は真空等の採血部１４の気圧より負圧な状態にし
て、採血管１２の開口部にゴム栓１３を設けて気密す
る。
【００３４】ここで、図１に示す実施例の使用方法及び
動作を図２を用いて説明する。図２は図１に示す実施例
の使用法を示す説明図である。図２において１３及び５
１は図１と同一符号を付してあり、１７は採血用の注射
器、１８は注射器１７に設けられた採血針である。
動作を図２を用いて説明する。図２は図１に示す実施例
の使用法を示す説明図である。図２において１３及び５
１は図１と同一符号を付してあり、１７は採血用の注射
器、１８は注射器１７に設けられた採血針である。
【００３５】採血針１８は注射器１７の開口部とは反対
側の先端に設けられ、図２中”ＮＤ１１”及び”ＮＤ１
２”に示すように両端に穿刺可能な部分がある。注射器
１７の開口部からは従来のスピッツ管の代わりにＤＮＡ
チップ５１が挿入され、この時、ＤＮＡチップ５１のゴ
ム栓１３の中央部分に図２中”ＮＤ１２”に示す採血針
１８の一端が穿刺されて結合する。
側の先端に設けられ、図２中”ＮＤ１１”及び”ＮＤ１
２”に示すように両端に穿刺可能な部分がある。注射器
１７の開口部からは従来のスピッツ管の代わりにＤＮＡ
チップ５１が挿入され、この時、ＤＮＡチップ５１のゴ
ム栓１３の中央部分に図２中”ＮＤ１２”に示す採血針
１８の一端が穿刺されて結合する。
【００３６】この状態で、図２中”ＡＭ１１”に示すよ
うな患者等の被験者の腕に図２中”ＮＤ１１”に示す採
血針１８の他端が穿刺されると血液が採血針１８を介し
てＤＮＡチップ５１の採血部１４（図示せず。）に流入
して採血される。
うな患者等の被験者の腕に図２中”ＮＤ１１”に示す採
血針１８の他端が穿刺されると血液が採血針１８を介し
てＤＮＡチップ５１の採血部１４（図示せず。）に流入
して採血される。
【００３７】このように採血した後に被験者の腕から採
血針を抜き取ると共に注射器１７からＤＮＡチップ５１
を抜き取る。この時、ゴム栓１３の穿刺された部分はゴ
ム栓１３の弾性により閉塞されて採血管１２の気密性は
保持される。
血針を抜き取ると共に注射器１７からＤＮＡチップ５１
を抜き取る。この時、ゴム栓１３の穿刺された部分はゴ
ム栓１３の弾性により閉塞されて採血管１２の気密性は
保持される。
【００３８】このように採血部１４に採取された血液は
採血部１４よりも負圧である採血管１２の最深部分に浸
透するため、血液は前処理部１５に導入される。前処理
部１５では前述のように血液からリンパ球を分離し、分
離したリンパ球からＤＮＡを抽出し、抽出したＤＮＡに
蛍光標識を付加する一連の処理が行われる。
採血部１４よりも負圧である採血管１２の最深部分に浸
透するため、血液は前処理部１５に導入される。前処理
部１５では前述のように血液からリンパ球を分離し、分
離したリンパ球からＤＮＡを抽出し、抽出したＤＮＡに
蛍光標識を付加する一連の処理が行われる。
【００３９】前処理されたＤＮＡは前処理部１５よりも
負圧である採血管１２の最深部分に浸透するため、血液
は基板１６の配置部分に導入される。そして前述と同様
に蛍光標識が付された未知のＤＮＡの断片を既知のＤＮ
Ａにハイブリダイズさせることにより、配列が相補的な
ＤＮＡ同士が結合する。
負圧である採血管１２の最深部分に浸透するため、血液
は基板１６の配置部分に導入される。そして前述と同様
に蛍光標識が付された未知のＤＮＡの断片を既知のＤＮ
Ａにハイブリダイズさせることにより、配列が相補的な
ＤＮＡ同士が結合する。
【００４０】すなわち、この状態で、前述のバイオチッ
プ読み出し装置等を用いてこのようにハイブリダイズさ
れた基板１６に励起光を照射し、前記蛍光標識で発生す
る蛍光を検出することにより、既知のＤＮＡの内でどの
ＤＮＡと結合したかを識別することができる。
プ読み出し装置等を用いてこのようにハイブリダイズさ
れた基板１６に励起光を照射し、前記蛍光標識で発生す
る蛍光を検出することにより、既知のＤＮＡの内でどの
ＤＮＡと結合したかを識別することができる。
【００４１】例えば、図１中”ＬＢ１１”に示すような
バイオチップ読み出し装置（図示せず。）の励起光を図
１中”ＯＬ１１”に示すような対物レンズで図１中”Ｃ
Ｌ２２”に示す基板１６上のセルに集光して、当該セル
で発生する図１中”ＬＭ１１”に示すような蛍光を検出
することにより、未知のＤＮＡを検出することが可能に
なる。
バイオチップ読み出し装置（図示せず。）の励起光を図
１中”ＯＬ１１”に示すような対物レンズで図１中”Ｃ
Ｌ２２”に示す基板１６上のセルに集光して、当該セル
で発生する図１中”ＬＭ１１”に示すような蛍光を検出
することにより、未知のＤＮＡを検出することが可能に
なる。
【００４２】そして、検査終了後には採血に用いた注射
器１７とＤＮＡチップ５１そのものを医療廃棄物として
廃棄処理すれば良く、従来のように前処理に用いた器具
や溶液導入手段等のが不要になるので検査コストが低減
されることになる。
器１７とＤＮＡチップ５１そのものを医療廃棄物として
廃棄処理すれば良く、従来のように前処理に用いた器具
や溶液導入手段等のが不要になるので検査コストが低減
されることになる。
【００４３】また、検査者が採血した血液をＤＮＡチッ
プに移し替える作業がなくなり、誤操作等により血液に
接触してＨＩＶ等に感染してしまう危険性がなく安全性
が確保される。
プに移し替える作業がなくなり、誤操作等により血液に
接触してＨＩＶ等に感染してしまう危険性がなく安全性
が確保される。
【００４４】この結果、採血管１２内に採取部１４、前
処理部１５及び表面に既知の試料がアレイ状に配置され
た基板１６を設けることにより、安全性が高く検査コス
トの低減が可能になる。
処理部１５及び表面に既知の試料がアレイ状に配置され
た基板１６を設けることにより、安全性が高く検査コス
トの低減が可能になる。
【００４５】なお、図１等の説明に際してはバイオチッ
プとしてＤＮＡチップを例示しているが勿論ＤＮＡチッ
プに限定されるものではなく、ＲＮＡ，蛋白、糖鎖等を
基板上にアレイ状に配置したものであっても構わない。
プとしてＤＮＡチップを例示しているが勿論ＤＮＡチッ
プに限定されるものではなく、ＲＮＡ，蛋白、糖鎖等を
基板上にアレイ状に配置したものであっても構わない。
【００４６】この場合、ＲＮＡはＤＮＡと同じくハイブ
リダイゼーションにより、また蛋白は抗原抗体反応によ
り既知の試料と未知の試料が結合することになる。
リダイゼーションにより、また蛋白は抗原抗体反応によ
り既知の試料と未知の試料が結合することになる。
【００４７】また、採取部１４から前処理部１５等への
血液等の導入に関しては基板１６配置部分を採取部１４
よりも負圧にしてその浸透により導入していたが勿論こ
れに限定される訳ではない。
血液等の導入に関しては基板１６配置部分を採取部１４
よりも負圧にしてその浸透により導入していたが勿論こ
れに限定される訳ではない。
【００４８】すなわち、前処理部１５の両端に電極を設
け外部から電圧を印加して電気泳動を用いて血液等を導
入しても構わない。例えば、バイオチップがＤＮＡチッ
プの場合にはＤＮＡはマイナスに帯電しているので、図
１中”ＶＳ１１”に示す電圧源の極性として基板１６側
を”正電圧”、採取部１４側を”負電圧”とすることに
より、前処理部１５から基板１６側にＤＮＡが導入され
ることになる。
け外部から電圧を印加して電気泳動を用いて血液等を導
入しても構わない。例えば、バイオチップがＤＮＡチッ
プの場合にはＤＮＡはマイナスに帯電しているので、図
１中”ＶＳ１１”に示す電圧源の極性として基板１６側
を”正電圧”、採取部１４側を”負電圧”とすることに
より、前処理部１５から基板１６側にＤＮＡが導入され
ることになる。
【００４９】また、単に浸透圧を用いた自然拡散を用い
て血液等を導入しても構わない。さらに、採血管１２の
最深部分に吸引口を設けて外部から吸引を行って浸透に
より血液等を導入しても構わない。
て血液等を導入しても構わない。さらに、採血管１２の
最深部分に吸引口を設けて外部から吸引を行って浸透に
より血液等を導入しても構わない。
【００５０】また、図１に示す実施例ではＤＮＡ等の検
出に関しては蛍光標識を用いた蛍光検出を用いている
が、ハイブリダイゼーションに対応した電流値の変化や
質量分析であっても構わない。
出に関しては蛍光標識を用いた蛍光検出を用いている
が、ハイブリダイゼーションに対応した電流値の変化や
質量分析であっても構わない。
【００５１】例えば、電流変化による方法では、ハイブ
リダイゼーション後にインターカレンターという分子を
２重鎖に滑り込ませる。この場合にはハイブリダイゼー
ションが生じた電極にだけ電流が流れるのでこの電流を
検出する。また、質量分析では、イオン化したＤＮＡを
真空中で飛行させ、電極に到達する時間差により分子量
を検出する。
リダイゼーション後にインターカレンターという分子を
２重鎖に滑り込ませる。この場合にはハイブリダイゼー
ションが生じた電極にだけ電流が流れるのでこの電流を
検出する。また、質量分析では、イオン化したＤＮＡを
真空中で飛行させ、電極に到達する時間差により分子量
を検出する。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のような効果がある。請求項１乃至請
求項５の発明によれば、採血管内に採取部、前処理部及
び表面に既知の試料がアレイ状に配置された基板を設け
ることにより、検査者が採血した血液をバイオチップに
移し替える作業がなくなり、誤操作等により血液に接触
してＨＩＶ等に感染してしまう危険性がなく安全性が確
保される。
本発明によれば次のような効果がある。請求項１乃至請
求項５の発明によれば、採血管内に採取部、前処理部及
び表面に既知の試料がアレイ状に配置された基板を設け
ることにより、検査者が採血した血液をバイオチップに
移し替える作業がなくなり、誤操作等により血液に接触
してＨＩＶ等に感染してしまう危険性がなく安全性が確
保される。
【００５３】また、バイオチップ検査終了後には採血に
用いた注射器とバイオチップそのものを医療廃棄物とし
て廃棄処理すれば良く、従来のように前処理に用いた器
具や溶液導入手段等のが不要になるので検査コストが低
減されることになる。
用いた注射器とバイオチップそのものを医療廃棄物とし
て廃棄処理すれば良く、従来のように前処理に用いた器
具や溶液導入手段等のが不要になるので検査コストが低
減されることになる。
【００５４】また、請求項６の発明によれば、前処理部
が採取部に採取された血液からＤＮＡを抽出し、基板上
にアレイ状に配置された試料がＤＮＡであることによ
り、ハイブリダイゼーションにより相補的な配列を有す
る既知の試料と未知の試料が結合して未知の試料の配列
を特定することができる。
が採取部に採取された血液からＤＮＡを抽出し、基板上
にアレイ状に配置された試料がＤＮＡであることによ
り、ハイブリダイゼーションにより相補的な配列を有す
る既知の試料と未知の試料が結合して未知の試料の配列
を特定することができる。
【００５５】また、請求項７の発明によれば、前処理部
が採取部に採取された血液からＲＮＡを抽出し、基板上
にアレイ状に配置された試料がＲＮＡであることによ
り、ハイブリダイゼーションにより相補的な配列を有す
る既知の試料と未知の試料が結合して未知の試料の配列
を特定することができる。
が採取部に採取された血液からＲＮＡを抽出し、基板上
にアレイ状に配置された試料がＲＮＡであることによ
り、ハイブリダイゼーションにより相補的な配列を有す
る既知の試料と未知の試料が結合して未知の試料の配列
を特定することができる。
【００５６】また、請求項８の発明によれば、前処理部
が採取部に採取された血液から蛋白を抽出し、基板上に
アレイ状に配置された試料が蛋白であることにより、抗
原抗体反応により既知の試料と未知の試料が結合して未
知の試料の配列を特定することができる。
が採取部に採取された血液から蛋白を抽出し、基板上に
アレイ状に配置された試料が蛋白であることにより、抗
原抗体反応により既知の試料と未知の試料が結合して未
知の試料の配列を特定することができる。
【図１】本発明に係るバイオチップの一実施例を示す構
成断面図である。
成断面図である。
【図２】実施例の使用法を示す説明図である。
【図３】バイオチップにおけるハイブリダイゼーション
の一例を示す説明図である。
の一例を示す説明図である。
【図４】従来のバイオチップの構成を示す構成断面図及
び平面図である。
び平面図である。
【図５】溶液の容器への導入の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図６】バイオチップ読み出し装置を用いてハイブリダ
イズされたＤＮＡチップを走査して未知のＤＮＡの配列
等を特定する一例を示す説明図である。
イズされたＤＮＡチップを走査して未知のＤＮＡの配列
等を特定する一例を示す説明図である。
１，１６ 基板 ２ 容器 ３ 導入口 ４ 溶液導入手段 ５ 溶液 ６ 光源 ７ ダイクロイックミラー ８ 対物レンズ ９ フィルタ １０ レンズ １１ 光検出素子 １２ 採血管 １３ ゴム栓 １４ 採取部 １５ 前処理部 １７ 注射器 １８ 採血針 ５０ バイオチップ読み出し装置 ５１ ＤＮＡチップ
Claims (8)
- 【請求項１】バイオチップにおいて、 採血管の開口部から順に採取された血液を保持する採取
部、この血液から未知の試料を抽出する前処理部及び表
面に既知の試料がアレイ状に配置された基板とを配置
し、 前記開口部をゴム栓により気密したことを特徴とするバ
イオチップ。 - 【請求項２】前記採取部に採取された血液を自然拡散に
よって前記前処理部に導入することを特徴とする請求項
１記載のバイオチップ。 - 【請求項３】前記採取部の気圧よりも前記基板の配置位
置の気圧を負圧にしておき、前記採取部に採取された血
液を前記負圧による浸透によって前記前処理部に導入す
ることを特徴とする請求項１記載のバイオチップ。 - 【請求項４】前記基板の配置位置を吸引してその気圧を
減圧しておき、前記採取部に採取された血液を前記吸引
による浸透によって前記前処理部に導入することを特徴
とする請求項１記載のバイオチップ。 - 【請求項５】外部から電圧を印加して、前記採取部に採
取された血液を電気泳動によって前記前処理部に導入す
ることを特徴とする請求項１記載のバイオチップ。 - 【請求項６】前記前処理部が前記採取部に採取された血
液からＤＮＡを抽出し、 前記試料がＤＮＡであることを特徴とする請求項１記載
のバイオチップ。 - 【請求項７】前記前処理部が前記採取部に採取された血
液からＲＮＡを抽出し、 前記試料がＲＮＡであることを特徴とする請求項１記載
のバイオチップ。 - 【請求項８】前記前処理部が前記採取部に採取された血
液から蛋白を抽出し、 前記試料が蛋白であることを特徴とする請求項１記載の
バイオチップ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000044384A JP3757412B2 (ja) | 2000-02-22 | 2000-02-22 | バイオチップ |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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|---|---|
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| EP (1) | EP1127536B1 (ja) |
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| DE (1) | DE60110137T2 (ja) |
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| FR2840072B1 (fr) * | 2002-05-24 | 2004-08-06 | Apibio | Biopuce presentant une organisation amelioree |
| EP1419820A1 (en) * | 2002-11-14 | 2004-05-19 | F. Hoffmann-La Roche Ag | Method, system and reaction vessel for processing a biological sample contained in a liquid |
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