JP2002065274A - Method for detecting object component in specimen and substrate for detection to be used therefor - Google Patents

Method for detecting object component in specimen and substrate for detection to be used therefor

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JP2002065274A
JP2002065274A JP2000263395A JP2000263395A JP2002065274A JP 2002065274 A JP2002065274 A JP 2002065274A JP 2000263395 A JP2000263395 A JP 2000263395A JP 2000263395 A JP2000263395 A JP 2000263395A JP 2002065274 A JP2002065274 A JP 2002065274A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new detection method that permits, by using an oligonucleotide having a known base sequence as a probe for detection, reducing the consumption amount of a specimen necessary for each estimation to a lower level upon evaluating the presence or absence of an association property to the above oligonucleotide, the presence or absence of the formation of a complex to examine the strength or weakness of the association ability, and the efficiency of the formation with respect to a limited amount of specimen. SOLUTION: This method comprises the steps of, with utilizing a substrate for detection prepared by binding each probe for detection to each section arranged like a matrix, placing, on each section like an array, an objective component, e.g. small amounts of specimen solutions containing a nucleic acid molecule using a substrate for detection, carrying out hybridization reaction in the micro-droplet, and detecting the resultant complex utilizing an appropriate label with selecting a spot position with a microscopy detection system or the like.

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、既知の塩基配列を
有するオリゴヌクレオチドを検出用プローブとして、こ
の検出用プローブ用オリゴヌクレオチドとの間で、分子
間結合により結合した複合体形成の有無を検出する方式
により、検体試料中に、当該検出用プローブとの結合能
を有する成分が含有されるか否かを検出する方法と、こ
の検出方法に専ら利用される、検出用プローブ用オリゴ
ヌクレオチドを表面に固定した検出用基板に関する。よ
り具体的には、複数の検体サンプルについて、例えば、
それに特定の塩基配列を有する核酸分子が含有されるか
否かについて、同時に検査を行う目的に利用される、プ
ローブ・ハイブリダイゼーション法を用いた核酸分子の
検出方法、ならびに前記の核酸分子の検出方法に専ら使
用される、複数種のDNAプローブを基板上にマトリク
ス状に固着したDNAプローブ・マトリクスに関する。
The present invention relates to a method for detecting the presence or absence of a complex formed by intermolecular bonding between an oligonucleotide having a known base sequence as a detection probe and the oligonucleotide for the detection probe. A method for detecting whether or not a component having the ability to bind to the detection probe is contained in the sample sample, and an oligonucleotide for the detection probe, which is exclusively used in this detection method, To a detection substrate fixed to the substrate. More specifically, for a plurality of sample samples, for example,
A method for detecting a nucleic acid molecule using a probe hybridization method, and a method for detecting the nucleic acid molecule, which are used for the purpose of simultaneously testing whether or not a nucleic acid molecule having a specific base sequence is contained therein The present invention relates to a DNA probe matrix in which a plurality of types of DNA probes are used in a matrix form and fixed on a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】核酸分子の塩基配列に含まれる部分配列
の特定、生体に由来するサンプル中に含有される標的核
酸の検出、あるいは、種々の細菌について、その遺伝子
DNAの特徴に基づく属・種の同定においては、既知の
塩基配列を有するプローブDNA複数種を用いて、各プ
ローブDNAと特異的な結合する、すなわち、各プロー
ブDNAとハイブリダイゼーションする核酸分子か否か
を検出する手段が利用できる。このプローブDNA複数
種に対するハイブリダイゼーション法による検定を、迅
速に、また正確に行う上で有効な手法として、プローブ
DNA複数種を固相上に規則的に並べたプローブ・アレ
イを利用し、各プローブDNAとの特異的な結合する核
酸分子か否かを同時に検出する手段が提案されている。
2. Description of the Related Art Identification of a partial sequence contained in a nucleotide sequence of a nucleic acid molecule, detection of a target nucleic acid contained in a sample derived from a living body, and genera / species of various bacteria based on the characteristics of their genetic DNA. In the identification of, a plurality of types of probe DNAs having a known base sequence can be used, and means for specifically detecting each probe DNA, that is, detecting whether or not the nucleic acid molecule hybridizes with each probe DNA can be used. . As an effective technique for quickly and accurately performing the assay for a plurality of types of probe DNAs by a hybridization method, a probe array in which a plurality of types of probe DNAs are regularly arranged on a solid phase is used. Means for simultaneously detecting whether or not a nucleic acid molecule specifically binds to DNA 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37320
3号公報(EP 0373203 B1)にも記載されるているよう
に、固相上で所定の核酸プローブをアレイ状に合成して
いく方法や、予め合成した核酸プローブ複数を、固相上
にアレイ状に供給する方法などが知られている。
A general method for manufacturing such a probe array is described in, for example, EP 37320.
As described in Japanese Patent Publication No. 3373 (EP 0373203 B1), a method of synthesizing predetermined nucleic acid probes on a solid phase in an array, or a method in which a plurality of nucleic acid probes synthesized in advance are arrayed on a solid phase. There is known a method of supplying in a form.

【0004】前者の方法を開示している先行技術文献と
しては、例えば、米国特許第5405783号公報(US
P 5,405,783)が挙げられる。また、後者の方法の一例
として、例えば、米国特許第5601980号公報(US
P 5,601,980)や「サイエンス(Science)」、第270
巻、467頁、(1995)には、マイクロピペッテイ
ングを用いて、固相上にcDNAをアレイ状に並べる方
法が開示されている。
As a prior art document which discloses the former method, for example, US Pat. No. 5,405,783 (US Pat.
P 5,405,783). As an example of the latter method, for example, US Pat. No. 5,601,980 (US Pat.
P 5,601,980) and "Science", 270
Vol., Page 467, (1995) discloses a method of arranging cDNAs in an array on a solid phase using micropipetting.

【0005】これらの方法で調製されるプローブ・アレ
イは、核酸プローブを固相上に1インチ角当たり100
00以上の高い密度で並べてあるアレイとすることがで
きる。この高密度プローブ・アレイを検体溶液中に浸す
ことにより、一度に、多数種プローブとのハイブリダイ
ゼーション反応を同時に行い、その際、ハイブリダイゼ
ーションを起こした核酸プローブの塩基配列に基づき、
遺伝子の塩基配列の解析がなされる。この方法は、プロ
ーブを小さな面積の基板に高密度に配置することで、少
量のサンプルによる同時多項目検査を可能にし、被験者
からのサンプル採取に伴う負担を少なくできるという利
点がある。
[0005] The probe array prepared by these methods has a nucleic acid probe on a solid phase of 100 per inch square.
An array having a high density of 00 or more can be obtained. By immersing this high-density probe array in a sample solution, hybridization reactions with many kinds of probes are simultaneously performed at the same time, and based on the nucleotide sequence of the nucleic acid probe that has undergone hybridization,
The nucleotide sequence of the gene is analyzed. This method has an advantage that by arranging probes at a high density on a substrate having a small area, it is possible to perform a simultaneous multi-item inspection with a small amount of sample and to reduce a burden associated with sampling a sample from a subject.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記用途の高密度プロ
ーブ・アレイをDNA合成法により基板上に作製する方
法として、フォトリソグラフィー技術を応用した手法が
前述の米国特許第5405783号公報に開示されてい
るが、この手法を実施するには高度な設備が必要とな
り、誰もが簡単に利用できるものではない。
As a method for producing a high-density probe array for the above-mentioned application on a substrate by a DNA synthesis method, a method utilizing photolithography is disclosed in the above-mentioned US Pat. No. 5,405,783. However, implementing this method requires sophisticated equipment and is not easily accessible to everyone.

【0007】また、検体数は多いものの、必要とされる
検査項目はそれほど多くない場合には、検査項目数に相
当する、プローブ・アレイ上へのDNAプローブの集積
度はそれほど高い必要はない。寧ろ、より簡便な方法を
用いて、所望のDNAプローブ少数を固定したプローブ
・アレイを多数作製することが必要な場合もある。
When the number of specimens is large but the number of required test items is not so large, the degree of integration of DNA probes on the probe array corresponding to the number of test items does not need to be so high. Rather, it may be necessary to produce a large number of probe arrays in which a small number of desired DNA probes are immobilized using a simpler method.

【0008】実際、臨床検査の領域においても、100
00を越える項目の検査が必要となるケースは必ずしも
多くない。例えば、集団検診の場合などでは、ある限ら
れた数の項目に絞って、多数の検体を調べることがより
重要なこともある。このように多数の検体を検査する際
には、各検体に関して、標準試料との比較により病気の
有無等を迅速に検査できるシステムが必要となる。
[0008] In fact, even in the field of clinical examination, 100
In many cases, it is not always necessary to inspect items exceeding 00. For example, in the case of mass screening, it may be more important to examine a large number of specimens with a limited number of items. When testing a large number of samples in this way, a system that can quickly test for the presence or absence of a disease or the like by comparing each sample with a standard sample is required.

【0009】加えて、プローブに用いる合成可能なオリ
ゴヌクレオチドに比べ、一般に、検体のDNA量は少な
い。ハイブリダイゼーション反応の際、プローブ・アレ
イ基板を検体溶液に浸す通常の形態を用いるには、基板
が充分浸るだけの検体DNA量が必要となる。従って、
検体DNA量に応じて、DNAプローブ・アレイ基板の
大きさに制限が生じ、アレイの高密度化が必要となる。
あるいは、プローブ・アレイ基板の大きさに合わせて、
検体溶液の容量を確保するため希釈を行う結果、検体溶
液中のDNA濃度が低くなり、それを補うため、反応時
間を長くするといった手法も採られる。
In addition, the amount of DNA in a specimen is generally smaller than that of a synthetic oligonucleotide used as a probe. In order to use the usual form in which the probe array substrate is immersed in the sample solution during the hybridization reaction, a sufficient amount of the sample DNA is required to sufficiently immerse the substrate. Therefore,
Depending on the amount of the sample DNA, the size of the DNA probe / array substrate is limited, and it is necessary to increase the density of the array.
Alternatively, according to the size of the probe array substrate,
As a result of performing dilution to secure the volume of the sample solution, the DNA concentration in the sample solution is lowered. To compensate for this, a method of increasing the reaction time is also employed.

【0010】また、検体は組織からの抽出物であるた
め、元来、そのサンプル量に限りがある上に、さらに、
ハイブリダイゼーション反応に用いる検体溶液とする前
処理、具体的には、核酸の抽出、その一本鎖化、さらに
は、標識化の処理などを経るため、最終的に得られるサ
ンプル量は僅かな量である。それを補う目的で、PCR
反応による増幅処理など、DNA量の増幅処理を施した
後、検査や研究に用いられる。しかし、PCR反応を行
う際には、別途調製したプライマーを必要とするため、
プライマー配列が判明している、特定の遺伝子について
しか適用できないという欠点が残っている。そのほか、
PCR反応の過程で増幅されやすい配列と増幅されにく
い配列とがあり、反応の効率(増幅率)は一律ではな
い。例えば、抽出した総mRNA量に対する、特定のm
RNAの含有率を調べ、それに基づき、病気等の判定を
実施する際には、常に基準となる標準サンプルを準備
し、前記増幅率に対する補正を行う必要がある。
[0010] Further, since the specimen is an extract from a tissue, the amount of the sample is originally limited, and furthermore,
Pretreatment with the sample solution used for the hybridization reaction, specifically, extraction of nucleic acid, its single-strand, and further, labeling, etc., require a small amount of sample to be finally obtained. It is. To make up for it, PCR
After amplification treatment of the amount of DNA such as amplification treatment by reaction, it is used for inspection and research. However, when performing a PCR reaction, a separately prepared primer is required,
The disadvantage remains that the primer sequence is known and that it can be applied only to specific genes. others,
There are sequences that are easily amplified and sequences that are hardly amplified in the course of the PCR reaction, and the reaction efficiency (amplification rate) is not uniform. For example, a specific m
When examining the RNA content and judging a disease or the like based on the content, it is necessary to always prepare a reference standard sample and correct the amplification rate.

【0011】基板の大きさを小さくすればするほど、ハ
イブリダイゼーション反応に要する検体溶液の量は減少
するものの、取り扱い操作上、基板の大きさの小型化に
も自ずから限界がある。具体的には、アレー密度の高密
度化を行ったり、アレー上に載せるプローブ数を減らし
て、基板の大きさをより小さくすることは原理的に可能
であるものの、極端に小さな基板を用いると、ハイブリ
ダイゼーション反応ならびにその後の検出などの処理過
程において、専用のハンドリング装置が必要となり、実
用的とはいえない。
[0011] As the size of the substrate is reduced, the amount of the sample solution required for the hybridization reaction is reduced, but there is naturally a limit in reducing the size of the substrate in handling operation. Specifically, it is possible in principle to reduce the size of the substrate by increasing the array density or reducing the number of probes placed on the array, but using an extremely small substrate In a process such as hybridization reaction and subsequent detection, a dedicated handling device is required, which is not practical.

【0012】また、ある生物の発生過程を反映して転写
されるmRNAに対するcDNA、ある細胞の培養過程
中に各フェーズを反映して転写されるmRNAに対する
cDNA、薬剤との相互作用により転写されるmRNA
に対するcDNAなどを調べる際には、多種類の検体試
料を並べたDNAアレイが利用される。この検体試料を
アレー化した例として、例えば、上記「サイエンス(S
cience)」、第270巻、467頁、(199
5)がある。この場合、特定の働きを持つ遺伝子に由来
する、標識を施した既知配列のDNAをプローブ溶液と
して、基板上にアレー化した検体試料を浸すことで、ハ
イブリダイゼーション反応を行う。
Also, cDNA for mRNA transcribed reflecting the developmental process of a certain organism, cDNA for mRNA transcribed reflecting each phase during the culturing process of a certain cell, transcribed by interaction with a drug mRNA
When examining cDNA or the like for DNA, a DNA array in which various types of specimen samples are arranged is used. As an example of arraying this sample sample, for example, the above-mentioned “Science (S
270), p. 467, (199)
5). In this case, a hybridization reaction is carried out by immersing the arrayed sample sample on a substrate using a labeled DNA of a known sequence derived from a gene having a specific function as a probe solution.

【0013】この手法を用いて、複数の項目について同
時に調べようとすると、項目の数だけ、異なる種類の蛍
光試薬(蛍光色素)でラベルを施したDNAプローブを
用意する必要がある。検出の際、それら異なる種類の蛍
光試薬(蛍光色素)は、互いに区別して検出されなけれ
ばならないため、当然ながら、その波長等が異なること
が必要である。勿論のことながら、検出器にも、それぞ
れの蛍光試薬(蛍光色素)に対応する検出用のフイルタ
ーが必要となる。
If a plurality of items are to be checked at the same time using this method, it is necessary to prepare DNA probes labeled with different types of fluorescent reagents (fluorescent dyes) by the number of items. At the time of detection, these different types of fluorescent reagents (fluorescent dyes) must be detected separately from each other, and therefore, needless to say, their wavelengths and the like must be different. Of course, the detector also requires a filter for detection corresponding to each fluorescent reagent (fluorescent dye).

【0014】このような多項目・多検体同時検査のニー
ズは、遺伝子(DNA)間のハイブリダイゼーション反
応に限らない。
The need for such a multi-item / multi-sample simultaneous test is not limited to a hybridization reaction between genes (DNA).

【0015】例えば、遺伝子と蛋白質との相互作用(D
NA結合性蛋白質)、遺伝子に結合する化学物質のスク
リーニングなど、遺伝子と他の物質との相互作用に関し
ても、少量のサンプルで多項目にわたる検討を行うこと
が重要である。前者のDNA結合性蛋白質の検出は、転
写促進因子などの蛋白質による遺伝子発現の制御機構解
明などに利用されるが、現状は、DNA断片と蛋白質と
を結合させ、その後、複合体をゲル電気泳動で解析する
方法が採られている。この手法では、ゲル電気泳動を用
いることに因って、一度に解析可能な検体数は限られ、
また、かなりの解析時間を要する。
For example, the interaction between a gene and a protein (D
It is important to conduct a multi-item study with a small sample of the interaction between the gene and other substances, such as screening for chemical substances that bind to the gene (NA binding protein) and the gene. The former detection of a DNA-binding protein is used for elucidation of the regulation mechanism of gene expression by a protein such as a transcription promoting factor. However, at present, a DNA fragment is bound to a protein, and then the complex is subjected to gel electrophoresis. The analysis method is adopted. In this method, the number of samples that can be analyzed at one time is limited due to the use of gel electrophoresis.
Also, considerable analysis time is required.

【0016】創薬の分野でも、遺伝子と投与された薬剤
との相互作用を調べることは、研究を進める上で重要な
項目となる場合もあるが、研究対象である薬剤に用いら
れる化学合成品を得ること自体なかなか手間のかかるこ
ともあり、スクリーニングに使用される薬剤量の低減
は、その研究効率を著しく向上させると考えられる。
In the field of drug discovery, investigating the interaction between a gene and an administered drug is sometimes an important item in the progress of research, but a chemically synthesized product used for the drug to be studied It may be quite troublesome to obtain the drug itself, and it is considered that reducing the amount of drug used for screening significantly improves the research efficiency.

【0017】以上に紹介したように、DNA相互のハイ
ブリダイゼーション、DNAと蛋白質との複合体形成、
遺伝子DNAに対する薬剤化合物の相互作用など、両者
間の相互作用を利用して複合体を形成させる、あるい
は、複合体を形成させるような相互作用の有無を検証す
る際、その一方の試料量が限られており、その限られた
試料量を用いて、目的とする多数種にわたる、複合体形
成の有無に関する一連の評価を実施することが必要とな
る場合がある。すなわち、個々の評価に要する試料の消
費量をより僅かな量とし、限られた試料量の範囲で、多
数種にわたる検査をより効率的に実施することが可能な
検査方法の開発が望まれている。
As introduced above, hybridization between DNA, formation of a complex between DNA and protein,
When examining the presence or absence of an interaction that forms a complex using the interaction between the two, such as the interaction of a drug compound with gene DNA, the amount of one sample is limited. Therefore, it may be necessary to perform a series of evaluations on the presence or absence of complex formation for a large number of target species using the limited sample amount. In other words, it is desired to develop an inspection method capable of reducing the amount of consumption of a sample required for each evaluation to a smaller amount, and more efficiently performing inspections of many types within a limited sample amount. I have.

【0018】本発明は前記の課題を解決するものであ
り、本発明の目的は、塩基配列が既知であり、また、相
対的に入手が容易なオリゴヌクレオチドを検出用プロー
ブとして用い、限られた試料量の検体について、検出用
プローブの前記オリゴヌクレオチドに対する結合性の有
無、あるいは、その結合能の強弱を、両者間での複合体
形成の有無、あるいは、その効率を評価する際、検出用
プローブである各オリゴヌクレオチド一種当たりの評価
に要する検体の消費量をより僅かな量とすることが可能
な、新規な検出方法を提供することにある。加えて、本
発明は、かかる検出方法に専ら利用される、検出用プロ
ーブの前記オリゴヌクレオチドを表面の所定領域に固定
した検出用基板、ならびにその調製方法の提供をもその
目的とする。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to use an oligonucleotide whose nucleotide sequence is known and which is relatively easily available as a probe for detection, so that it is limited. For a sample amount of the sample, the presence or absence of the binding of the detection probe to the oligonucleotide, or the strength of the binding ability, the presence or absence of the formation of a complex between the two, or, when evaluating the efficiency, the detection probe It is an object of the present invention to provide a novel detection method capable of reducing the consumption of a sample required for the evaluation for each kind of oligonucleotide. In addition, another object of the present invention is to provide a detection substrate used exclusively for such a detection method, in which the oligonucleotide of the detection probe is immobilized on a predetermined region on the surface, and a method for preparing the same.

【0019】より具体的には、前記検出用基板を、検出
用プローブの前記オリゴヌクレオチド複数種が、マトリ
クス状に配置されてなるDNAプローブ・マトリクスを
利用し、マトリクスの各区画に固着されている既知の塩
基配列を有するDNAプローブに対して、ハイブリダイ
ゼーションするか否かを検出して、多数の検体サンプル
について、その中に特定の塩基配列を有する核酸分子が
含有されるか否かの検定を同時に行う場合、各DNAプ
ローブ当たりに要する検体の消費量を低減した際にも、
十分に高い検出感度を達成することが可能な核酸分子の
検出方法の形態として好適に利用可能な、新規な検出方
法を提供することにある。
More specifically, the detection substrate is fixed to each section of the matrix using a DNA probe matrix in which the plurality of types of oligonucleotides of the detection probe are arranged in a matrix. A DNA probe having a known base sequence is detected for hybridization or not, and a test is performed for a large number of sample samples to determine whether a nucleic acid molecule having a specific base sequence is contained therein. When performed at the same time, even when reducing the amount of specimen required for each DNA probe,
It is an object of the present invention to provide a novel detection method that can be suitably used as a form of a nucleic acid molecule detection method capable of achieving a sufficiently high detection sensitivity.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決すべく、鋭意研究・検討を行い、検出用プロー
ブとして、その塩基配列が既知のオリゴヌクレオチドを
用いて、このオリゴヌクレオチドと結合能を有する対象
成分、例えば、核酸分子を検出する際、従来、表面に検
出用プローブとなるオリゴヌクレオチドを固定した検出
用基板を、対象成分、例えば、核酸分子を含む溶液に浸
し、ハイブリダイゼーション反応を行い、プローブのオ
リゴヌクレオチドと対象成分、例えば、核酸分子との複
合体を形成し、この複合体を然るべき標識を利用して検
出する手法が利用されるが、検出用基板を、対象成分、
例えば、核酸分子を含む溶液に浸す代わりに、所定の区
画にプローブのオリゴヌクレオチドを固定しておき、こ
の区画上に、対象成分、例えば、核酸分子を含む溶液を
一定の液量をスポット状に載せ、かかる微小液滴内でハ
イブリダイゼーション反応を行い、その結果得られる複
合体を顕微検出系などを利用して、スポット位置を選択
しつつ検出する手法を採用すると、その検出精度、ま
た、感度自体も、十分に高くなることを見出した。ま
た、この手法を用いると、プローブのオリゴヌクレオチ
ドに作用させる試料溶液は、各プローブのオリゴヌクレ
オチド当たり、前記スポットの微小液滴に用いる液量を
要するのみであり、プローブのオリゴヌクレオチドが複
数種あったとしても、その合計液量は、検出用基板全体
を浸すに要する液量よりは、遥かに僅かとできることを
見出した。加えて、各検体試料毎に、それぞれ一定の液
量スポット状に載せるため、隣接するスポット間で、互
いの液滴が混合を生じないように、スポット径とスポッ
ト間隔を選択することにより、一度に複数の検体試料に
関して、本質的に同じ条件の下で、各プローブのオリゴ
ヌクレオチドに対して結合能を示す対象成分、例えば、
核酸分子の有無を、同じ感度、精度で検出・評価できる
ことを確認した。従って、検出用基板上に、各プローブ
のオリゴヌクレオチドを所定の区画内に均一に固定し、
その区画相互間で、プローブのオリゴヌクレオチド間の
混合・汚染を生じないようにし、さらに、この区画複数
を整然とマトリクス状に配置し、また、各区画内にスポ
ットする検体試料複数に関して、そのスポットをも整然
と並んだアレイ・マトリクス状に行うと、結果として、
検出用プローブ多種に対し、検体試料多数に関して、一
度にその検出操作を実施することも可能となることを本
発明者らは見出し、本発明を完成するに至った。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted intensive studies and examinations, and used an oligonucleotide whose base sequence is known as a detection probe. Conventionally, when detecting a target component having a binding ability, for example, a nucleic acid molecule, a detection substrate on which an oligonucleotide serving as a detection probe is immobilized on a surface is immersed in a solution containing the target component, for example, a nucleic acid molecule. A method of performing a hybridization reaction to form a complex between the oligonucleotide of the probe and the target component, for example, a nucleic acid molecule, and detecting the complex using an appropriate label is used. component,
For example, instead of immersion in a solution containing nucleic acid molecules, a probe oligonucleotide is fixed in a predetermined section, and a target solution, for example, a solution containing nucleic acid molecules is spotted on this section in a fixed volume. If a method is adopted in which a hybridization reaction is carried out in such a microdroplet and the resulting complex is detected using a microscopic detection system while selecting a spot position, the detection accuracy and sensitivity can be improved. I have found it to be sufficiently high. In addition, using this method, the sample solution to act on the probe oligonucleotide only requires the amount of liquid used for the microdroplets of the spot per oligonucleotide of each probe, and a plurality of types of probe oligonucleotides are required. Even so, it has been found that the total liquid volume can be much smaller than the liquid volume required to immerse the entire detection substrate. In addition, in order to place each sample sample in a fixed liquid volume spot shape, by selecting the spot diameter and the spot interval between adjacent spots so that the droplets do not mix with each other, once For a plurality of analyte samples, under essentially the same conditions, a target component showing the binding ability to the oligonucleotide of each probe, for example,
It was confirmed that the presence or absence of a nucleic acid molecule could be detected and evaluated with the same sensitivity and accuracy. Therefore, on the detection substrate, the oligonucleotide of each probe is uniformly fixed in a predetermined compartment,
In order to prevent mixing and contamination between the oligonucleotides of the probe between the compartments, the plurality of the compartments are arranged in an orderly matrix, and for the plurality of specimen samples spotted in each compartment, the spot is formed. If you do this in an orderly array matrix,
The present inventors have found that it is also possible to carry out the detection operation on a large number of sample samples at once with respect to various types of detection probes, and have completed the present invention.

【0021】すなわち、本発明の検体試料中の対象成分
の検出方法は、塩基配列が既知のオリゴヌクレオチドを
検出用プローブとして用い、液状の検体試料中に、前記
オリゴヌクレオチドに対する結合能を有する対象成分が
含有されるか否か、あるいは、その結合能の強弱を評価
するため、前記オリゴヌクレオチドと対象成分との間で
形成される複合体を検出する方法であって、検出用プロ
ーブとして用いる、前記塩基配列が既知のオリゴヌクレ
オチドが、少なくとも一種以上であり、また、評価の対
象となる検体試料が少なくとも二種以上であり、前記一
種以上の検出用プローブ用オリゴヌクレオチドが、所定
の固相基板上、それぞれ所定の区画に予め結合してなる
検出用基板を用い、前記検出用プローブ用オリゴヌクレ
オチドが予め結合されている各区画内に、前記二種以上
の検体試料それぞれについて、スポット位置が規定のア
レイ形状をなすように、各スポット毎に所定の試料液量
を複数個スポットする工程と、各検体試料に対する前記
複数個のスポットについて、それぞれ前記オリゴヌクレ
オチドと対象成分との間で形成される複合体の有無を検
出する工程と、前記検出結果に基づき、前記オリゴヌク
レオチドに対する結合能を有する対象成分が含有される
か否か、あるいは、その結合能の強弱を判定する工程と
を含むことを特徴とする検体試料中の対象成分の検出方
法である。その際、検出用基板上の所定区画に結合して
いる前記オリゴヌクレオチドの有する、既知の塩基配列
の長さが2〜100塩基長であるとき、本発明の方法
は、より好適な検出方法となる。
That is, according to the method for detecting a target component in a specimen sample of the present invention, an oligonucleotide having a known nucleotide sequence is used as a detection probe, and the target component having a binding ability to the oligonucleotide is contained in a liquid specimen sample. Is included, or, in order to evaluate the strength of its binding ability, a method for detecting a complex formed between the oligonucleotide and the target component, used as a detection probe, The oligonucleotide whose base sequence is known is at least one or more, and the sample sample to be evaluated is at least two or more, and the one or more detection probe oligonucleotides are on a predetermined solid-phase substrate. Using a detection substrate which is pre-bound to a predetermined compartment, and wherein the detection probe oligonucleotide is pre-bound. A step of spotting a plurality of predetermined sample liquid volumes for each spot such that the spot positions form a prescribed array shape for each of the two or more types of sample samples, A step of detecting the presence or absence of a complex formed between the oligonucleotide and the target component for each of the plurality of spots, and containing a target component having a binding ability to the oligonucleotide based on the detection result. And a step of determining whether the binding ability is high or low or not, and a step of determining the strength of the binding ability. At that time, when the length of the known base sequence of the oligonucleotide bound to the predetermined section on the detection substrate is 2 to 100 bases, the method of the present invention is more suitable for the detection method. Become.

【0022】なお、本発明の検出方法は、評価の対象と
なる前記液状の検体試料が、それぞれ塩基配列未知の核
酸を少なくとも一種含む溶液であり、各検体試料につい
て、前記オリゴヌクレオチドそれぞれとの間で複合体形
成の有無を検出することにより、前記検体試料に含有さ
れる塩基配列未知の核酸中に、それぞれのオリゴヌクレ
オチドに対する結合能を有する対象成分として、前記オ
リゴヌクレオチドそれぞれの既知塩基配列に対し、相補
性を有する塩基配列を有する核酸分子が含まれるか否か
を、その評価の目的とする検出方法として実施すると好
ましいものとなる。具体的には、評価の対象となる前記
液状の検体試料がそれぞれ含む前記核酸中に、生体組織
から抽出したmRNAのセットが含有されている際に、
好適な検出方法である。同様に、評価の対象となる前記
液状の検体試料がそれぞれ含む前記核酸中に、生体組織
から抽出したmRNAのセットを基に調製されたcDN
Aライブラリーが含有されている際にも、好適な検出方
法である。その際、評価の対象となる前記液状の検体試
料がそれぞれ含む前記核酸が、100〜5000塩基長
の核酸であることが望ましい。
In the detection method of the present invention, the liquid sample to be evaluated is a solution containing at least one nucleic acid whose base sequence is unknown. By detecting the presence or absence of complex formation in the nucleic acid of unknown base sequence contained in the specimen sample, as a target component having a binding ability to each oligonucleotide, for the known base sequence of each of the oligonucleotides It is preferable to determine whether or not a nucleic acid molecule having a complementary base sequence is included as a detection method for the purpose of the evaluation. Specifically, when the nucleic acid contained in each of the liquid sample samples to be evaluated contains a set of mRNAs extracted from a biological tissue,
It is a suitable detection method. Similarly, a cDN prepared based on a set of mRNAs extracted from a biological tissue is included in the nucleic acid contained in each of the liquid sample samples to be evaluated.
It is a suitable detection method even when the A library is contained. At this time, it is preferable that the nucleic acids contained in the liquid sample samples to be evaluated are nucleic acids having a length of 100 to 5000 bases.

【0023】加えて、検出の対象成分として、核酸分子
以外にも、例えば、評価の対象となる前記液状の検体試
料が、それぞれ互いに異なる蛋白質少なくとも一種を含
む溶液である際にも、本発明の検出方法は好適に利用で
きる。また、評価の対象となる前記液状の検体試料が、
それぞれ互いに異なる化学物質少なくとも一種を含む溶
液である際にも、本発明の検出方法は好適に利用でき
る。本発明の検出方法は、特には、評価の対象となる前
記液状の検体試料が、それぞれ異なる生物種、組織、細
胞からの抽出物である際に、その実用上の利点・効果が
一層発揮される。
In addition, in addition to the nucleic acid molecule as a component to be detected, for example, when the liquid sample to be evaluated is a solution containing at least one protein different from each other, The detection method can be suitably used. Further, the liquid sample to be evaluated is,
The detection method of the present invention can be suitably used even when the solutions contain at least one different chemical substance. The detection method of the present invention is particularly effective when the liquid sample to be evaluated is an extract from a different species, tissue, or cell. You.

【0024】本発明の検出方法において、複数の対象成
分の検出を実施する際には、検出用プローブに用いる前
記オリゴヌクレオチドとして、それぞれ互いに異なる既
知の塩基配列を有する複数種を用い、それぞれが結合さ
れる区画が基板上に複数個マトリクス状に配置されてな
る検出用基板を用いることを特徴とする態様とすること
ができる。
In the detection method of the present invention, when detecting a plurality of target components, a plurality of oligonucleotides each having a known base sequence different from each other are used as the oligonucleotides used for the detection probe, and each of the oligonucleotides is bound to each other. An embodiment is characterized in that a detection substrate in which a plurality of sections are arranged in a matrix on the substrate is used.

【0025】本発明の検出方法を、この態様とする際に
は、互いに異なる既知の塩基配列を有する前記オリゴヌ
クレオチド複数種が結合される区画が構成するマトリク
スは、そのマトリクスを構成する各区画は等しい面積を
有し、マトリクスの区画の配置密度を400/cm2
下とすることが望ましい。加えて、互いに異なる既知の
塩基配列を有する前記オリゴヌクレオチド複数種が結合
される各区画に対して、前記二種以上の検体試料につい
て、それぞれのスポット位置が同じ配置となるようにア
レイ形状にスポットすることが望ましい。
When the detection method of the present invention is used in this embodiment, the matrix composed of the sections to which the plural kinds of oligonucleotides having different known base sequences are bonded is composed of the respective sections constituting the matrix. It is desirable to have the same area and the arrangement density of the sections of the matrix to be 400 / cm 2 or less. In addition, for each of the sections to which the plurality of oligonucleotides having different known base sequences are bonded to each other, the spots are arrayed in an array shape so that the spot positions of the two or more types of sample samples are the same. It is desirable to do.

【0026】本発明の検出方法において、検出用基板に
用いる前記固相基板がガラスであることが好ましい。
In the detection method of the present invention, it is preferable that the solid substrate used for the detection substrate is glass.

【0027】なお、検出用基板上への前記オリゴヌクレ
オチドの固定が、共有結合によりなされていることがよ
り好ましい。例えば、検出用基板上への前記オリゴヌク
レオチドの固定が、前記固相基板に用いるガラス基板表
面に導入したマレイミド基と、前記オリゴヌクレオチド
がその分子内に有するチオール基との化学反応により形
成される共有結合によりなされている検出用基板を用い
ると好適である。なお、その際、ガラス基板表面に導入
される前記マレイミド基は、先ず、ガラス表面にアミノ
基を導入し、そのアミノ基にスクシイミジル−4−(マ
レイミドフェニル)ブチレートを反応させて導入するこ
とが好ましい。あるいは、検出用基板上への前記オリゴ
ヌクレオチドの固定が、前記固相基板に用いるガラス基
板表面に導入したエポキシ基と、前記オリゴヌクレオチ
ドがその分子内に有するアミノ基との化学反応により形
成される共有結合によりなされている検出用基板を用い
ると好適である。
It is more preferable that the oligonucleotide is immobilized on the detection substrate by a covalent bond. For example, the immobilization of the oligonucleotide on the detection substrate is formed by a chemical reaction between a maleimide group introduced on the surface of the glass substrate used for the solid-phase substrate and a thiol group contained in the oligonucleotide. It is preferable to use a detection substrate formed by a covalent bond. In this case, it is preferable that the maleimide group introduced on the surface of the glass substrate is first introduced by introducing an amino group on the glass surface and reacting the amino group with succiimidyl-4- (maleimidophenyl) butyrate. . Alternatively, the oligonucleotide is immobilized on the detection substrate by a chemical reaction between an epoxy group introduced on the surface of the glass substrate used for the solid-phase substrate and an amino group contained in the oligonucleotide. It is preferable to use a detection substrate formed by a covalent bond.

【0028】通常、本発明の検出方法においては、基板
表面は予めマトリクス状に区画されていて、この予め形
成されているマトリクス状の区画に、異なる複数種の塩
基配列の既知なオリゴヌクレオチドがそれぞれ予め結合
されている検出用基板を用いることが好ましい。例え
ば、基板表面に予め形成されている前記マトリクス状の
区画は、各区画相互は、疎水性のwall(壁面)部で
区分され、各区画の底面部分は親水性である固相基板を
利用することができる。なお、その際、各区画相互を区
分する前記wall(壁面)部の厚さが、1〜20μm
であることが望ましい。
Usually, in the detection method of the present invention, the substrate surface is partitioned in a matrix in advance, and known oligonucleotides having a plurality of different base sequences are respectively placed in the matrix formed in advance. It is preferable to use a detection substrate that has been bonded in advance. For example, in the matrix-shaped section previously formed on the substrate surface, each section is divided by a hydrophobic wall (wall surface) portion, and a bottom surface portion of each section uses a hydrophilic solid phase substrate. be able to. In this case, the thickness of the wall (wall surface) for partitioning each section is 1 to 20 μm.
It is desirable that

【0029】本発明の検出方法では、その目的からし
て、前記検出用プローブ用オリゴヌクレオチドが予め結
合されている各区画内に、前記二種以上の検体試料につ
いて、それぞれ形成する各スポットの径が200μm以
下であることが好ましい。加えて、前記検出用プローブ
用オリゴヌクレオチドが予め結合されている各区画内
に、前記二種以上の検体試料について、形成するスポッ
トの面密度が400/cm 2以上であることがより好ま
しい。
In the detection method of the present invention,
The oligonucleotide for the detection probe is previously bound.
In each of the combined compartments,
And the diameter of each spot to be formed is 200 μm or less.
It is preferably below. In addition, the detection probe
In each compartment to which the oligonucleotide for use is previously bound
Next, spots formed by the two or more types of sample samples are formed.
Area density of 400 / cm TwoMore preferred
New

【0030】本発明の検出方法では、例えば、前記二種
以上の検体試料について、それぞれ形成する各スポット
に対する試料液の供給は、インクジェット法による所定
液量の供給により行うことができ、また、この手段を用
いることが好ましい。
In the detection method of the present invention, for example, the supply of the sample liquid to each spot formed on each of the two or more kinds of sample samples can be performed by supplying a predetermined amount of liquid by an ink-jet method. It is preferable to use means.

【0031】その場合には、スポットに際して、インク
ジェット法によりそれぞれ供給される前記二種以上の検
体試料は、それぞれ100〜5000塩基長の核酸を含
む溶液であるならば、好適にこの手段を用いることがで
きる。加えて、インクジェット法によりそれぞれ供給さ
れる前記二種以上の検体試料は、それぞれ含まれる核酸
の総濃度が0.05μM〜500μMであることがより
好ましい。具体的には、スポットに用いる前記インクジ
ェット法にバブルジェット法を採用すると、好ましいも
のとなる。
In this case, it is preferable to use this means if the two or more kinds of sample samples supplied by the ink-jet method at the time of spotting are each a solution containing a nucleic acid having a length of 100 to 5,000 bases. Can be. In addition, it is more preferable that the two or more kinds of sample samples respectively supplied by the ink-jet method have a total concentration of the nucleic acid contained of 0.05 μM to 500 μM. Specifically, it is preferable to employ a bubble jet method as the ink jet method used for spots.

【0032】本発明の検出方法では、その他に、検体試
料のスポット形成は、各検体試料溶液を保持する試料溶
液貯蔵部位の液面に、試料溶液採取用のピンを接触させ
て、前記ピンの先端に試料溶液を付着させ、所定の液量
を分取し、次いで、前記ピン先端を基板表面に物理的に
接触させて、前記分取された所定の液量を基板表面に転
写することで供給することができる。
In the detection method of the present invention, in addition to the above, spot formation of a sample sample is performed by bringing a pin for collecting a sample solution into contact with a liquid surface of a sample solution storage site for holding each sample sample solution. By attaching a sample solution to the tip and dispensing a predetermined amount of liquid, then physically bringing the pin tip into contact with the substrate surface and transferring the dispensed predetermined amount of liquid to the substrate surface. Can be supplied.

【0033】さらには、検体試料のスポット形成は、各
検体試料溶液を供給する検体供給部から毛細管を利用し
て吸入し、試料溶液を吸入した前記毛細管の先端を基板
表面に物理的に接触させて、所定の液量を基板表面に転
写することで供給することもできる。
Further, the spot formation of the sample sample is performed by inhaling the sample solution from a sample supply unit for supplying each sample sample solution using a capillary tube, and bringing the tip end of the capillary tube into which the sample solution has been sucked into physical contact with the substrate surface. Thus, a predetermined amount of liquid can be supplied by transferring it to the substrate surface.

【0034】一方、本発明は、上記の本発明の検出方法
を実施する際に、専ら利用される検出用基板をも提供す
る。すなわち、本発明の検出用基板は、固相基板上に、
互いに異なる既知の塩基配列を有するオリゴヌクレオチ
ド複数種を固定した検出用基板であって、前記オリゴヌ
クレオチド複数種は、それぞれ、各一区画にオリゴヌク
レオチド一種類が存在するように、所定の区画内に結合
させて固定され、オリゴヌクレオチドが固定されている
前記区画複数が、前記固相基板表面において、マトリク
ス状に配置されてなることを特徴とする検出用基板であ
る。その際、所定の区画内に結合させる前記オリゴヌク
レオチド複数種は、それぞれが有する既知の塩基配列は
2〜60塩基長であることが好ましい。
On the other hand, the present invention also provides a detection substrate exclusively used for performing the above-described detection method of the present invention. That is, the detection substrate of the present invention, on a solid substrate,
A detection substrate on which a plurality of types of oligonucleotides having different known base sequences are fixed to each other, wherein each of the plurality of types of oligonucleotides is provided in a predetermined section so that one type of oligonucleotide exists in each section. The detection substrate is characterized in that the plurality of sections to which the oligonucleotides are fixed and bound are arranged in a matrix on the surface of the solid phase substrate. At this time, it is preferable that the plurality of types of the oligonucleotides to be bound in a predetermined section have a known base sequence of 2 to 60 bases in length.

【0035】また、固相基板表面にマトリクス状に配置
される前記複数の区画は、そのマトリクスの区画の配置
密度を400/cm2以下とされていることが望まし
い。
It is preferable that the plurality of sections arranged in a matrix on the surface of the solid-phase substrate have a matrix density of 400 / cm 2 or less.

【0036】本発明の検出用基板では、固相基板がガラ
ス基板であることが好ましい。一方、基板表面上への前
記オリゴヌクレオチドの固定が、共有結合によりなされ
ているものとできる。
In the detection substrate of the present invention, the solid substrate is preferably a glass substrate. On the other hand, the immobilization of the oligonucleotide on the substrate surface can be performed by covalent bonding.

【0037】例えば、検出用基板上への前記オリゴヌク
レオチドの固定が、前記固相基板に用いるガラス基板表
面に導入したマレイミド基と、前記オリゴヌクレオチド
がその分子内に有するチオール基との化学反応により形
成される共有結合によりなされているものとできる。こ
の場合、ガラス基板表面に導入される前記マレイミド基
は、例えば、先ず、ガラス表面にアミノ基を導入し、そ
のアミノ基にスクシイミジル−4−(マレイミドフェニ
ル)ブチレートを反応させて導入することができる。
For example, the oligonucleotide is immobilized on the detection substrate by a chemical reaction between a maleimide group introduced on the surface of the glass substrate used for the solid phase substrate and a thiol group contained in the molecule of the oligonucleotide. It can be formed by a covalent bond formed. In this case, the maleimide group introduced on the surface of the glass substrate can be introduced, for example, by first introducing an amino group on the glass surface, and reacting the amino group with succiimidyl-4- (maleimidophenyl) butyrate. .

【0038】あるいは、検出用基板上への前記オリゴヌ
クレオチドの固定が、前記固相基板に用いるガラス基板
表面に導入したエポキシ基と、前記オリゴヌクレオチド
がその分子内に有するアミノ基との化学反応により形成
される共有結合によりなされているものとできる。
Alternatively, the oligonucleotide is immobilized on the detection substrate by a chemical reaction between an epoxy group introduced on the surface of the glass substrate used as the solid phase substrate and an amino group contained in the molecule of the oligonucleotide. It can be formed by a covalent bond formed.

【0039】加えて、本発明の検出用基板においては、
マトリクス状の各一区画にオリゴヌクレオチド一種類が
存在するようになされている、所定の区画内へのオリゴ
ヌクレオチド複数種それぞれの固定は、固相基板表面上
に、前記オリゴヌクレオチド複数種をそれぞれ、インク
ジェット法によるプリンティングにより所定の区画内へ
供給してなされいる検出用基板とすることが好ましい。
In addition, in the detection substrate of the present invention,
It is arranged such that one kind of oligonucleotide is present in each section of the matrix, the immobilization of each of a plurality of kinds of oligonucleotides in a predetermined section, on the solid-phase substrate surface, each of the plurality of kinds of oligonucleotides, It is preferable to use a detection substrate that is supplied into a predetermined section by printing by an inkjet method.

【0040】特には、予めマトリクス状に区分された複
数の区画を形成した固相基板表面において、前記オリゴ
ヌクレオチド複数種がそれぞれ、この予め形成されてい
るマトリクス状の区画に結合されている検出用基板とす
ることが望ましい。その時、基板表面に予め形成されて
いる前記マトリクス状の区画は、各区画相互は、疎水性
のwall(壁面)部で区分され、各区画の底面部分は
親水性であることが好ましい。さらに、各区画相互を区
分する前記wall(壁面)部の厚さが、1〜20μm
であることがより好ましい。
In particular, on the surface of a solid-phase substrate on which a plurality of sections preliminarily divided into a matrix are formed, a plurality of types of oligonucleotides, each of which is bound to the preliminarily formed matrix section, are used for detection. Preferably, it is a substrate. At this time, it is preferable that the matrix-shaped sections formed in advance on the substrate surface are separated from each other by a hydrophobic wall (wall surface), and that the bottom surface of each section is hydrophilic. Further, the thickness of the wall (wall surface) for partitioning each section is 1 to 20 μm.
Is more preferable.

【0041】また、予め形成されている前記マトリクス
状の区画へのオリゴヌクレオチド複数種それぞれの固定
は、例えば、前記オリゴヌクレオチド複数種をそれぞ
れ、インクジェット法により前記区画の底面部分上にの
み供給してなされているものとすることができる。
Further, the plurality of types of oligonucleotides may be fixed to the matrix-shaped section formed in advance by, for example, supplying each of the plurality of types of oligonucleotides only to the bottom portion of the section by an ink-jet method. Can be done.

【0042】本発明の検出用基板の調製方法は、上記の
本発明の検出用基板の作製に好適な方法であり、具体的
には、固相基板上に、互いに異なる既知の塩基配列を有
するオリゴヌクレオチド複数種を固定した検出用基板を
調製する方法であって、前記固相基板に、その表面に予
めマトリクス状に区分された複数の区画を形成された基
板を用い、前記オリゴヌクレオチド複数種をそれぞれ、
各一区画にオリゴヌクレオチド一種類が存在するよう
に、インクジェット法によるプリンティング手法により
所定の区画内に所定量を供給し、その所定の区画内に、
供給されたオリゴヌクレオチドを固定することを特徴と
する検出用基板の調製方法である。
The method for preparing the detection substrate of the present invention is a method suitable for producing the above-described detection substrate of the present invention. Specifically, the method has different known base sequences on a solid phase substrate. A method for preparing a detection substrate on which a plurality of types of oligonucleotides are immobilized, wherein the solid-phase substrate is formed on a surface of which a plurality of sections preliminarily partitioned into a matrix are formed, and the plurality of types of oligonucleotides are used. Respectively
As one kind of oligonucleotide is present in each section, a predetermined amount is supplied into a predetermined section by a printing method by an inkjet method, and within the predetermined section,
This is a method for preparing a detection substrate, comprising fixing the supplied oligonucleotide.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】本発明の検出方法は、液状の検体
試料中に、検出用プローブとして用いる塩基配列が既知
のオリゴヌクレオチドに対する結合能を有し、それと複
合体を形成する成分が存在するか否か、また、そのよう
な成分が存在する際には、その結合能の強弱に関して、
評価・検査する目的で利用される、検出用プローブ用の
オリゴヌクレオチドと対象成分との間で形成される複合
体を検出する方法である。この複合体を検出する際、検
出用プローブ用のオリゴヌクレオチドを固相基板表面上
に予め固定しておくことにより、この固定されているオ
リゴヌクレオチドと、検体試料中に含まれる対象成分と
が結合して、形成する複合体も固相基板上に固定した状
態で分離し、然るべき検出手段を用いて複合体を検出す
る手法を基礎とし、その際に必要となる検体試料量を極
僅かなものとし、しかも、十分に検出精度、感度自体を
高く保つものである。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION According to the detection method of the present invention, a liquid analyte sample has a binding ability to an oligonucleotide having a known nucleotide sequence used as a detection probe and forms a complex with the oligonucleotide. Or not, and when such a component is present, regarding the strength of its binding ability,
This is a method for detecting a complex formed between an oligonucleotide for a detection probe and a target component, which is used for the purpose of evaluation and inspection. When detecting this complex, the oligonucleotide for the detection probe is fixed on the surface of the solid-phase substrate in advance, so that the fixed oligonucleotide and the target component contained in the specimen sample are bound. Then, the complex to be formed is also separated while being fixed on the solid-phase substrate, and based on the method of detecting the complex using appropriate detection means, the amount of the sample sample required in that case is extremely small. In addition, the detection accuracy and the sensitivity itself are kept sufficiently high.

【0044】すなわち、本発明がその基礎とする、この
手法では、固相基板表面上に固定される検出用プローブ
用のオリゴヌクレオチドの面密度は予め所定の値とでき
るため、形成される複合体量は、対象成分の結合能に比
例し、また、その固相基板表面に接触させ、オリゴヌク
レオチドに作用させている検体試料中に含有される対象
成分の濃度にも比例する。この特徴を利用して、検出用
プローブ用のオリゴヌクレオチドが現に固定されている
表面とのみ、検体試料を接触させるようにし、また、そ
の接触面積を限定されたものとすることにより、使用さ
れる検体試料の液量も限定されたものとしている。具体
的には、所定の微少液量を液滴状にして、スポットする
手段を採用することにより、接触面積とその上に載る液
量を再現性よく制御している。この限られた接触面積当
たり、形成に伴い、自動的に固相基板表面上に固定され
たものとなる複合体量を検出することで、その表面に検
出用プローブ用のオリゴヌクレオチドを固定した固相基
板全体を、液状の検体試料の中に浸す場合と、本質的に
同じ検出精度、感度を達成している。
That is, in this method on which the present invention is based, since the areal density of the oligonucleotide for the detection probe fixed on the surface of the solid phase substrate can be set to a predetermined value in advance, the complex formed The amount is proportional to the binding ability of the target component, and is also proportional to the concentration of the target component contained in the specimen sample that has been brought into contact with the surface of the solid-phase substrate and acted on the oligonucleotide. Utilizing this feature, only the surface on which the oligonucleotide for the detection probe is currently immobilized is brought into contact with the specimen sample, and is used by limiting the contact area. It is also assumed that the liquid volume of the sample is limited. Specifically, a predetermined minute liquid amount is formed into droplets, and spotting means is employed to control the contact area and the amount of liquid placed thereon with good reproducibility. By automatically detecting the amount of the complex to be immobilized on the surface of the solid-phase substrate with the formation of the limited contact area, the oligonucleotide for the detection probe is immobilized on the surface by automatically detecting the amount of the complex. Essentially the same detection accuracy and sensitivity are achieved as when the entire phase substrate is immersed in a liquid specimen sample.

【0045】また、複合体の検出自体は、複合体自体に
標識を施し、複合体に従って表面上に固着されるこの標
識を検出することにより、付随する複合体の存在を検出
する方式を利用するが、この標識として、蛍光色素標識
などを用いることで、個々スポット間に一定の間隔を置
く構成とすると、各スポット毎に互いに独立して検出を
行うことが可能となる。従って、隣接するスポット相互
の間隔を一定間隔以上とすると、異なる検体試料に対す
るスポットがその周囲にあったとしても、それらの影響
を受けることなく、目的の検体試料に対するスポットの
みを選別しつつ、検出作業を行うことが可能である。こ
の隣接するスポット相互の間隔を一定間隔以上とする要
件を確実に達成するため、本発明の検出方法では、スポ
ット相互の間隔を所定の間隔とする結果、スポット位置
が規定のアレイ形状をなすようにし、また、スポット面
積(接触面積)、一般に、スポット(接触面)形状は円
形であるので、スポット径を一定で、再現性あるものと
するため、各スポット毎に所定の試料液量をスポットす
るようにしている。勿論のことであるが、この隣接する
スポットの影響を排除するためには、スポット径に従っ
て適宜選択される検出系の被測定面積(測定範囲の径)
を考慮し、隣接するスポットに由来する光信号(蛍光な
ど)などが、検出系に混入することのないスポット相互
の間隔を選択する。また、当然のことであるが、本発明
の検出方法は、検体試料の種類が複数ある際、それらを
同時に検出に供する場合にその利点が真に発揮されるも
のである。
The detection of the complex itself utilizes a method of labeling the complex itself and detecting the label attached to the surface according to the complex, thereby detecting the presence of the accompanying complex. However, by using a fluorescent dye label or the like as the label, if a certain interval is provided between individual spots, it is possible to perform detection independently for each spot. Therefore, if the distance between adjacent spots is equal to or greater than a certain distance, even if spots for different sample samples are present around them, detection is performed while selecting only spots for the target sample sample without being affected by them. It is possible to do work. In order to reliably achieve the requirement that the interval between adjacent spots is equal to or longer than a certain interval, in the detection method of the present invention, the interval between spots is set to a predetermined interval. In addition, since the spot area (contact area), in general, the spot (contact surface) shape is circular, a predetermined sample liquid amount is spotted for each spot so that the spot diameter is constant and reproducible. I am trying to do it. Needless to say, in order to eliminate the influence of the adjacent spot, the area to be measured (diameter of the measurement range) of the detection system appropriately selected according to the spot diameter.
In consideration of the above, an interval between spots is selected so that an optical signal (such as fluorescence) derived from an adjacent spot does not enter the detection system. In addition, as a matter of course, in the detection method of the present invention, when there are a plurality of types of sample samples, when the samples are simultaneously subjected to detection, the advantage is truly exhibited.

【0046】一方、このようなアレイ状の複数スポット
がなされる表面には、検出用プローブ用オリゴヌクレオ
チド一種類が均一な面密度で固定されている必要があ
る。また、その検出用プローブ用オリゴヌクレオチドが
固定される区画は、前記のアレイ間隔と、一連のアレイ
に含まれるべき総スポット数とに応じて、その面積と形
状とを適宜選択する。用いる検出用基板上、互いに異な
る領域に、異なるオリゴヌクレオチドが固定されている
区画を設け、一つの検出用基板上に、複数種のオリゴヌ
クレオチドがそれぞれ固定されている区画複数を配置す
ることもできる。すなわち、本発明の検出方法は、複数
種のオリゴヌクレオチドを検出用プローブに用いて、そ
れぞれに対応する対象成分複数種に関して、複数の検体
試料に対して、同時に、一連の評価を実施する際に、利
用するとより好適な方法となる。
On the other hand, it is necessary that one kind of detection probe oligonucleotide is immobilized at a uniform areal density on the surface on which a plurality of spots in such an array are formed. The area and shape of the section where the oligonucleotide for detection probe is immobilized are appropriately selected according to the above-mentioned array interval and the total number of spots to be included in a series of arrays. On the detection substrate to be used, sections in which different oligonucleotides are fixed are provided in mutually different regions, and a plurality of sections in which a plurality of types of oligonucleotides are respectively fixed can be arranged on one detection substrate. . That is, the detection method of the present invention uses a plurality of types of oligonucleotides as detection probes, and for a plurality of target components corresponding to each, for a plurality of sample samples, at the same time, when performing a series of evaluations. , It is a more suitable method.

【0047】一般に、この種の評価においては、検出用
プローブ用のオリゴヌクレオチドの種類は、予め決定さ
れており、一方、評価すべき検体試料数は、概数しか判
明していない場合が多い。このような場合、検出用プロ
ーブ用のオリゴヌクレオチドを予め固定してある検出用
基板として、各オリゴヌクレオチドが固定される区画
を、基板表面上にマトリクス状に配置した、複数種の検
出用プローブを整然と載せた検出用基板を用いることが
好ましい。この固定される区画がマトリクス状に配置さ
れた検出用基板では、個々の区画内にアレイ形状にスポ
ットする総スポット数単位は決まったものとなるが、実
際に評価すべき検体試料数に応じて、このスポット数単
位を複数枚を用いて、評価を実施することができ、実用
上より利便性の高いものとなる。なお、このマトリクス
状に配置される各区画は、その境界に疎水性化合物で形
成されるパターンを設けて、相互の領域を区分する形態
とするとよい。
Generally, in this type of evaluation, the type of the oligonucleotide for the detection probe is determined in advance, while the number of sample samples to be evaluated is often only an approximate number. In such a case, as a detection substrate on which oligonucleotides for detection probes are fixed in advance, sections where each oligonucleotide is fixed are arranged in a matrix on the substrate surface, and a plurality of types of detection probes are used. It is preferable to use an orderly placed detection substrate. In the detection substrate in which the fixed sections are arranged in a matrix, the unit of the total number of spots spotted in an array form in each section is fixed, but it depends on the number of sample samples to be actually evaluated. The evaluation can be performed using a plurality of spot number units, which is more convenient than practical. Note that each section arranged in a matrix may be provided with a pattern formed of a hydrophobic compound at its boundary to form a mutual area.

【0048】本発明の検出方法において、対象成分とし
て、核酸分子を選択して、検出用プローブ用のオリゴヌ
クレオチドとのハイブリダイゼーション反応によって、
二本鎖形成をしてハイブリッド体となるか否かの評価に
適用することができる。この場合、検出用プローブ用の
オリゴヌクレオチドが有する既知の塩基配列と相補性を
有する塩基配列を含む核酸分子が、検体試料中に含有さ
れているか否かを、多数の検体試料についても、一度に
評価する有効な方法となる。あるいは、検出用プローブ
用のオリゴヌクレオチドを複数種とし、各検体試料中に
はそれぞれ一種の核酸分子を含むようにすると、かかる
その塩基配列が判明していない核酸分子について、各オ
リゴヌクレオチドが有する既知の塩基配列と相補性を有
する塩基配列を含むか否かの評価が行え、例えば、一連
の相同性を有する遺伝子群を探索する手段に有効とな
る。
In the detection method of the present invention, a nucleic acid molecule is selected as a target component, and is subjected to a hybridization reaction with an oligonucleotide for a detection probe.
It can be applied to the evaluation of whether or not a double strand is formed to form a hybrid. In this case, a nucleic acid molecule containing a nucleotide sequence having complementarity with the known nucleotide sequence of the oligonucleotide for the detection probe is used to determine whether or not the nucleic acid molecule is contained in the sample sample, even for a large number of sample samples at once. It is an effective way to evaluate. Alternatively, when a plurality of types of oligonucleotides for the detection probe are used, and each specimen sample contains one type of nucleic acid molecule, a known nucleic acid molecule whose base sequence is not known is possessed by each oligonucleotide. It is possible to evaluate whether or not it contains a nucleotide sequence having complementarity with the above nucleotide sequence. For example, it is effective as a means for searching for a group of genes having homology.

【0049】本発明の検出用基板は、プローブに用いる
オリゴヌクレオチドを予めマトリクス状に配置された区
画にそれぞれ結合させたDNAプローブ基板、特に、そ
の基板自体を、予め疎水性化合物により形成される枠構
造マトリクスパターンのウエル(壁)で区切られた区画
の底部を親水性表面とすることで、オリゴヌクレオチド
の結合をより容易にしている。また、この疎水性ウオー
ル(壁)を設けることによって、隣接する区画間で、D
NAプローブが互いに混合を引き起こすことをより確実
に抑制できるものとなる。
The detection substrate of the present invention is a DNA probe substrate in which oligonucleotides used as probes are respectively bound to sections arranged in a matrix in advance, and in particular, the substrate itself is a frame formed of a hydrophobic compound in advance. The binding of oligonucleotides is made easier by making the bottom of each section of the structural matrix pattern separated by wells (walls) a hydrophilic surface. Further, by providing this hydrophobic wall (wall), D
It is possible to more reliably prevent the NA probes from mixing with each other.

【0050】また、これらのDNAプローブ基板を用い
て、オリゴヌクレオチドのマトリクス上に検体試料をア
レイ状にスポットしてハイブリダイゼーション反応を行
うことにより、ある特定のオリゴヌクレオチドプローブ
に対する各検体試料中に相補性を有する核酸分子が含ま
れるか否かを迅速に調べる手段となる。
Further, by using these DNA probe substrates, sample samples are spotted in an array on an oligonucleotide matrix and a hybridization reaction is carried out, whereby complementary to each sample sample for a specific oligonucleotide probe is obtained. This is a means for quickly checking whether or not a nucleic acid molecule having a property is contained.

【0051】この方法では、ハイブリダイゼーション反
応に用いる検体試料の量がスポットの数にのみ依存して
決まるために、検出用基板の大きさについての制限はな
く、大面積の基板を用いることにより、各プローブを固
定する区画を広くでき、高密度化の必要もなくなる。従
って、各プローブを固定する区画を広くできるため、基
板上にプローブ・オリゴヌクレオチドを結合する手段に
は、プローブを含む液体を基板上の規定された領域に、
塗布、インクジェット法による「べた塗りパターン」と
してプリント、あるいは基板上での化学合成などの広範
な方法を利用することが可能となる。
In this method, since the amount of the specimen used for the hybridization reaction is determined only by the number of spots, there is no limitation on the size of the detection substrate, and by using a large-area substrate, The section for fixing each probe can be widened, and the necessity for high density is eliminated. Therefore, since the section for immobilizing each probe can be widened, the means for binding the probe oligonucleotide on the substrate includes a liquid containing the probe in a defined region on the substrate,
It is possible to use a wide range of methods such as coating, printing as a “solid pattern” by an inkjet method, or chemical synthesis on a substrate.

【0052】また、検体試料よりプローブ・オリゴヌク
レオチドの方が安価で入手が容易であることを考える
と、オリゴヌクレオチドの結合領域の面積は多少広くて
も問題はなく、その際には、スポットする各種検体試料
に関しても、必ずしも高密度でスポットする必要はなく
なる。なお、検体試料を少量ずつをスポットする際、検
体試料に含有させる対象成分の濃度を高くすることによ
り、ハイブリダイゼーション反応を促進することもで
き、短時間で高感度な検出をも可能となる。加えて、本
発明の検出方法を適用すると、これまで十分なサンプル
量が得られず、検討できなかった領域、例えば、組織か
ら得られたmRNAを直接調べるといった、新しい検査
領域に道を開くものである。
Considering that the probe oligonucleotide is cheaper and easier to obtain than the specimen sample, there is no problem even if the area of the oligonucleotide binding region is somewhat large. It is not always necessary to spot various sample samples at high density. When spotting the sample sample little by little, the hybridization reaction can be promoted by increasing the concentration of the target component contained in the sample sample, and highly sensitive detection can be performed in a short time. In addition, when the detection method of the present invention is applied, a sufficient amount of sample cannot be obtained so far, and a region that could not be examined, for example, directly examines mRNA obtained from a tissue, opens up a new test region. It is.

【0053】さらに、得られたハイブリダイゼーション
反応に関する反応性の情報を、ある特定の検体試料に含
有される核酸分子に対する、各種オリゴヌクレオチド・
プローブとの相補性の有無の観点で、解析・評価を行う
ことにより、従来のDNAアレイ(一検体に対し多種プ
ローブとのハイブリダイゼーション反応)と同様な機能
も兼ね備えた検出も可能となる。
Further, information on the reactivity of the obtained hybridization reaction is compared with nucleic acid molecules contained in a specific specimen sample by using various oligonucleotides,
By performing analysis / evaluation from the viewpoint of the presence or absence of complementation with the probe, detection having the same function as a conventional DNA array (hybridization reaction of one sample with various kinds of probes) can be performed.

【0054】さらに、本発明の検出方法は、対象成分と
して、化学物質、特に薬剤とオリゴヌクレオチドとの相
互作用、蛋白質とオリゴヌクレオチドの結合性などを評
価する手段となり、従って、多数の検体に関し、それに
含まれる対象成分について、多項目にわたる評価を、同
時に検査できる手段としても利用可能となる。さらに、
同じ基板上で、化学物質、蛋白質、及び核酸という、性
質が異なる対象成分に対しても、同時に同じ反応条件で
検討することも可能な手段ともなる。
Further, the detection method of the present invention is a means for evaluating the interaction between a chemical substance, particularly a drug and an oligonucleotide, the binding property between a protein and an oligonucleotide, and the like, as a target component. It can also be used as a means for simultaneously evaluating multiple items of the target component contained therein. further,
On the same substrate, it is also a means by which target components having different properties such as chemical substances, proteins, and nucleic acids can be simultaneously examined under the same reaction conditions.

【0055】以下に、本発明の検出方法とそれに専ら用
いられる検出用基板について、より詳しく説明する。
Hereinafter, the detection method of the present invention and the detection substrate exclusively used therefor will be described in more detail.

【0056】図1に、本発明の検出方法を、cDNAを
対象成分として、検出用プローブに用いる既知の塩基配
列オリゴヌクレオチドとのハイブリダイゼーション反応
により、ハイブリッド体を形成させる態様に適用した一
例を示す。図1に示す検出用基板では、矩形形状の固相
基板表面に、予めマトリクス状に整然と区分された複数
の矩形区画が設けてある。その矩形区画はそれぞれに、
周囲を囲む壁(wall)となるマトリクス区分によっ
て、空間的に隔絶されている。その矩形区画の底部面上
に、均一にハイブリダイゼーション・プローブに用いる
DNAプローブがそれぞれ結合されている。
FIG. 1 shows an example in which the detection method of the present invention is applied to an embodiment in which a hybrid is formed by performing a hybridization reaction with a known base sequence oligonucleotide used as a detection probe using cDNA as a target component. . In the detection substrate shown in FIG. 1, a plurality of rectangular sections which are preliminarily arranged in a matrix are provided on the surface of a rectangular solid phase substrate. Each rectangular section is
It is spatially separated by a matrix section that forms a surrounding wall. DNA probes used as hybridization probes are uniformly bonded on the bottom surface of the rectangular section.

【0057】また、このDNAプローブが固定されてい
る区画内に、対象成分としてcDNAを含む検体試料複
数、例えば、それぞれ採取されたm−RNAに基づき、
調製されたcDNA溶液複数種について、正方マトリク
ス様の二次元アレイ状にスポットをした状態を模式的に
示す拡大図を添えてある。本発明の検出方法に利用され
る検出用基板、検出用プローブ、検出対象となる成分な
どに関して、より詳しく説明する。
In the compartment where the DNA probe is fixed, a plurality of sample samples containing cDNA as a target component, for example, based on m-RNA collected respectively,
An enlarged view schematically showing a state where spots are formed in a two-dimensional array like a square matrix with respect to a plurality of prepared cDNA solutions is attached. The detection substrate, detection probe, component to be detected, and the like used in the detection method of the present invention will be described in more detail.

【0058】(検出用プローブに利用されるオリゴヌク
レオチドの種類)本発明の検出方法において、検出用プ
ローブに利用されるオリゴヌクレオチドには、デオキシ
リボ核酸を用いることができる。その他に、リボ核酸、
ベプチド核酸などを用いることも可能である。所望の塩
基配列を有し、その部分において、他の分子と結合が可
能な構成である限り、また、同時に、固相基板上に、固
定が可能である限り、その種類を問わない。また、その
核酸鎖を除く部分は、非核酸原子団による修飾や、付加
構造などを有するものも、前記の要件を満たすならば利
用可能である。
(Types of Oligonucleotide Used for Detection Probe) In the detection method of the present invention, deoxyribonucleic acid can be used as the oligonucleotide used for the detection probe. In addition, ribonucleic acid,
It is also possible to use a peptide nucleic acid or the like. Any type may be used as long as it has a desired base sequence and can be bonded to another molecule at that portion, and at the same time, can be immobilized on a solid phase substrate. In addition, the portion excluding the nucleic acid chain may be modified with a non-nucleic acid atomic group or may have an additional structure if the above requirements are satisfied.

【0059】なお、この検出用プローブに利用されるオ
リゴヌクレオチドは、人為的に所望量を調製、または採
取する必要があり、その塩基配列自体は既知である必要
がある。ただし、その核酸部は、少なくとも2以上の塩
基を有するものである。原理的には、その塩基長に上限
はないものの、100塩基を超えると、固相基板上に固
定を図る際、その塩基長が増すに従って、困難さが増す
ため、100塩基以下に留めることが好ましい。
It is necessary to artificially prepare or collect a desired amount of the oligonucleotide used for the detection probe, and the base sequence itself needs to be known. However, the nucleic acid portion has at least two or more bases. In principle, there is no upper limit on the base length, but if it exceeds 100 bases, when immobilizing on a solid phase substrate, as the base length increases, the difficulty increases, so that the base length can be limited to 100 bases or less. preferable.

【0060】例えば、このオリゴヌクレオチドを、例え
ば、100塩基を超える核酸分子とハイブリダイゼーシ
ョン反応させる際には、十分な結合性を得る上では、少
なくとも10mer以上とすることが好ましい。一方、
50merを超えると、ミスマッチの検出を制御するため
の条件設定が難しく、完全にマッチしたもののみを選別
して検出することが困難になる。従って、50mer以下
とすることが好ましい。
For example, when the oligonucleotide is subjected to a hybridization reaction with, for example, a nucleic acid molecule having more than 100 bases, it is preferable that the oligonucleotide be at least 10 mer in order to obtain sufficient binding properties. on the other hand,
If it exceeds 50 mer, it is difficult to set conditions for controlling the detection of mismatch, and it is difficult to select and detect only perfectly matched ones. Therefore, it is preferable that the length be 50 mer or less.

【0061】なお、10mer以上50mer以下の範囲
であれば、化学合成によって、目的の塩基配列を有する
オリゴヌクレオチド、例えば、DNAを調製する際に
も、好ましい範囲である。
The range of 10 mer to 50 mer is a preferable range for preparing an oligonucleotide having a target base sequence, for example, DNA, by chemical synthesis.

【0062】(マトリクス状に配置する、オリゴヌクレ
オチドを固定する区画の形状)検出用プローブに利用さ
れるオリゴヌクレオチドを結合させ、固定する区画の形
状自体には、特に制限はない。しかし、この区画上に、
検体試料をアレイ状にスポットすることを考慮すると、
複雑な外形形状よりも、より単純な形状を選択すること
が一般に望ましい。加えて、オリゴヌクレオチドを結合
させ、固定する際にも、かかる区画内において、その面
密度を均一にする上でも、より単純な形状を選択するこ
とが、作業効率、利便性の観点から一般に好ましい。具
体的には、矩形形状、例えば、線形(ライン状)、正方
形、長方形といった形状を採用すると好ましい。勿論、
円形、楕円形など、外周が曲線で形成される形状であっ
ても、原理的には、何ら問題は生じない。
(Shape of Section for Arranging Oligonucleotides to be Arranged in a Matrix) The shape of the section to which the oligonucleotide used for the detection probe is bound and immobilized is not particularly limited. However, on this parcel,
Considering spotting sample samples in an array,
It is generally desirable to select a simpler shape than a complex outer shape. In addition, when binding and immobilizing oligonucleotides, it is generally preferable to select a simpler shape in order to make the areal density uniform in such a compartment from the viewpoint of work efficiency and convenience. . Specifically, it is preferable to adopt a rectangular shape, for example, a linear (linear), square, or rectangular shape. Of course,
In principle, there is no problem even if the outer periphery is formed by a curve, such as a circle or an ellipse.

【0063】一方、本発明の検出用基板においては、検
出用プローブに利用されるオリゴヌクレオチド複数種を
一つの基板上に載せる際には、作業効率、利便性の観点
から、それを固定する区画をマトリクス状に配置するこ
とが好ましい。また、各区画の形状を統一し、その占め
る面積をも統一することが好ましい。
On the other hand, in the detection substrate of the present invention, when a plurality of types of oligonucleotides used for the detection probe are mounted on one substrate, from the viewpoint of work efficiency and convenience, a compartment for fixing the oligonucleotide is used. Are preferably arranged in a matrix. It is also preferable to unify the shape of each section and unify the area occupied by each section.

【0064】(マトリクス状に配置される区画の密度)
マトリクス状に配置される区画の密度は、検出用基板内
に同時に載せるオリゴヌクレオチドの種類数により、適
宜選択するものではあるが、1cm2当たり400以下
に選択することが好ましい。仮に、密度を400/cm
2とし、各区画の形状を正方形とする場合、各区画の大
きさは500μm角となる。検体試料を100μmの径
のスポットとして、この区画内に緻密にアレイ状に並べ
ると、縦横それぞれ5スポット、計25スポットとな
る。また、スポットの径を20μmとした場合は、一辺
に並べうるスポットの数は25になり、計625スポッ
トとなる。本発明の検出方法は、検体試料数が多数ある
際、それを同時に評価する際に、より大きな利点を持つ
ものであるので、少なくともスポット可能な検体試料数
上限が、前記の値程度となるように、配置される区画の
密度を選択することが、より発明の最終的な目的に合致
するものである。
(Density of Sections Arranged in a Matrix)
The density of the sections arranged in a matrix is appropriately selected depending on the number of types of oligonucleotides simultaneously placed on the detection substrate, but is preferably selected to be 400 or less per 1 cm 2 . If the density is 400 / cm
If it is set to 2 and the shape of each section is a square, the size of each section is 500 μm square. When the sample is spotted with a diameter of 100 μm and densely arranged in an array in this section, there are 5 spots in each of the vertical and horizontal directions, that is, a total of 25 spots. When the spot diameter is 20 μm, the number of spots that can be arranged on one side is 25, for a total of 625 spots. The detection method of the present invention, when there are a large number of sample samples, when evaluating them at the same time, because it has a greater advantage, at least the upper limit of the number of sample samples that can be spotted, so that the above value is about In addition, selecting the density of the compartments to be arranged is more consistent with the final object of the invention.

【0065】例えば、cDNAを含む検体試料に本発明
の検出方法を適用する際には、一度に評価すべき検体試
料数、具体的には、cDNAの種類総数は、3600種程
度に達することもしばしばである。その際、スポット径
を100μmとした場合には、縦横を、それぞれ60ス
ポット分とする際、一区画の大きさは6mm角程度にな
る。また、スポット径を20μmとした場合でさえ、一
区画の大きさは1.2mm角が必要である。このよう
に、本発明の検出方法に用いる検出用基板において、マ
トリクス状に配置される区画の密度は、1cm2当たり
400以下に選択することが好ましい適用対象が数少な
くない。
For example, when the detection method of the present invention is applied to a sample containing cDNA, the number of sample samples to be evaluated at one time, specifically, the total number of types of cDNA can reach about 3600. Often. In this case, when the spot diameter is 100 μm, the size of one section is about 6 mm square when the length and width are each set to 60 spots. Even when the spot diameter is set to 20 μm, the size of one section needs to be 1.2 mm square. As described above, in the detection substrate used in the detection method of the present invention, it is not rare that the density of the sections arranged in a matrix is preferably selected to be 400 or less per 1 cm 2 .

【0066】なお、本発明の検出方法では、検体試料を
液滴状にスポットとするが、例えば、スポット径100
μmの場合、1スポット当たり液滴に要する液量は約2
5ピコリットルとなる。このスポット・サイズで、評価
に用いるプローブの数を400に選択する(例えば、基
板上に設けるマトリクスの区画数を400とする)場合
であっても、各検体試料毎に、全体のスポットに要する
液量の合計は10ナノリットルに留めることができ、極
めて微量で目的とする評価項目を実施することが可能と
なっている。
In the detection method of the present invention, the specimen is spotted in the form of a droplet.
In the case of μm, the liquid amount required for a droplet per spot is about 2
5 picoliters. Even if the number of probes used for evaluation is selected to be 400 at this spot size (for example, the number of sections of the matrix provided on the substrate is 400), the total spot is required for each specimen sample. The total amount of the liquid can be limited to 10 nanoliters, and the target evaluation item can be implemented with a very small amount.

【0067】また、検体試料の溶液に検出用基板を浸す
という従来の方法では、要する溶液の液量は基板の大き
さに依存するため、検体試料が元々少量しかない場合に
は、その液量に見合うように基板サイズを小さくするこ
とが必要となり、基板上に固定するプローブを高集積化
すること必須となっていた。それに対して、本発明の検
出方法においては、基板の大きさ自体は、検体試料の液
量を考慮することなく、任意に選択できる。加えて、検
出用プローブに利用されるオリゴヌクレオチドを固定す
る際、その面密度は均一にすることが勿論必要である
が、複数のプローブを高集積化して固定する必要はない
ため、その固定操作はより容易になる。
In the conventional method of immersing the detection substrate in the sample sample solution, the required amount of the solution depends on the size of the substrate. It has been necessary to reduce the size of the substrate to meet the requirements, and it has been essential to highly integrate probes fixed on the substrate. On the other hand, in the detection method of the present invention, the size of the substrate itself can be arbitrarily selected without considering the liquid amount of the specimen sample. In addition, when immobilizing the oligonucleotide used for the detection probe, it is, of course, necessary to make the surface density uniform, but it is not necessary to highly integrate and immobilize a plurality of probes. Will be easier.

【0068】(オリゴヌクレオチドの基板上への固定)
検出用プローブに利用されるオリゴヌクレオチドを基板
表面上に固定する手段として、予め別途に調製してある
オリゴヌクレオチドを塗布、あるいは、プリンティング
により、所定の区画内に供給し、結合させる方法、また
は、基板上で各オリゴヌクレオチド、具体的には、DN
Aプローブなどを固相合成し、元々結合されたDNAを
調製する方法を用いることができる。なお、オリゴヌク
レオチドが、DNA以外であって、例えば、リボ核酸、
ベプチド核酸の場合にも、後述するように、基板上の合
成を行い結合することが可能である。
(Immobilization of oligonucleotide on substrate)
As a means for immobilizing the oligonucleotide used for the detection probe on the substrate surface, a separately prepared oligonucleotide is applied, or, by printing, supplied into a predetermined compartment and bound, or Each oligonucleotide, specifically, DN on the substrate
A method can be used in which solid-phase synthesis of the A probe or the like is performed to prepare an originally bound DNA. The oligonucleotide is other than DNA, for example, ribonucleic acid,
In the case of peptide nucleic acids as well, it is possible to combine them by synthesizing them on a substrate, as described later.

【0069】一方、予め、別途に合成された、あるい
は、採取されたオリゴヌクレオチド、具体的には、DN
A、あるいは、リボ核酸、ベプチド核酸などを、プロー
ブに利用する際には、基板表面に、共有結合により固定
化を行う方法、あるいは、静電結合を利用して、固着を
行う方法を利用することが可能である。
On the other hand, oligonucleotides synthesized or collected separately in advance, specifically, DN
When using A or ribonucleic acid, peptide nucleic acid, etc. as a probe, a method of immobilizing to the substrate surface by a covalent bond, or a method of fixing by using an electrostatic bond is used. It is possible.

【0070】(基板上でのオリゴヌクレオチドの合成)
基板上でのDNA合成には、例えば、US544593
4号公報に開示されている手法のように、フォトリソグ
ラフィーを利用したシリコン基板上での合成が挙げられ
る.US5445934号公報では、シリコン基板表面
を極めて小さなエリアに分割し、プローブ用のDNA合
成を行うことによって、高密度DNAプローブ・アレイ
の作製方法を示している。一方、本発明の検出方法に用
いる検出用基板では、例えば、各プローブが固定される
区画サイズは0.5mm角以上とすることができ、必ず
しも高密度化を必要としない。しかしながら、光分解性
保護基、化学物質により分解される保護基等を予め、核
酸に結合させておき、マスキング、露光、反応の工程を
繰り返すことにより、4種の核酸塩基を一塩基毎結合さ
せ、所望の塩基配列を有するDNA鎖の伸長を行う、U
S5445934号公報に記載される手法を利用して、
本発明の検出用基板においても、各区画上にDNA鎖を
合成することができる。
(Synthesis of Oligonucleotide on Substrate)
For DNA synthesis on a substrate, for example, US Pat.
As in the method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4 (1999) -176, synthesis on a silicon substrate using photolithography is mentioned. U.S. Pat. No. 5,445,934 discloses a method for producing a high-density DNA probe array by dividing the surface of a silicon substrate into extremely small areas and synthesizing DNA for probes. On the other hand, in the detection substrate used in the detection method of the present invention, for example, the section size to which each probe is fixed can be 0.5 mm square or more, and does not necessarily require high density. However, a photodegradable protecting group, a protecting group that is decomposed by a chemical substance, and the like are previously bound to the nucleic acid, and the masking, exposure, and reaction steps are repeated to bind the four nucleic acid bases one by one. To extend a DNA strand having a desired base sequence,
Utilizing the method described in S54445934,
Also in the detection substrate of the present invention, a DNA chain can be synthesized on each section.

【0071】(予め、合成された、あるいは、採取され
たオリゴヌクレオチドの固定)静電結合を利用する固定
の手段として、DNAの負の荷電を利用して、固相基板
表面のポリリジン、ポリエチレンイミン、ポリアルキル
アミンアオンをブロッキングする手法が、一般的に利用
されている。
(Immobilization of Oligonucleotides Synthesized or Collected in Advance) As a means of immobilization using electrostatic bonding, polylysine, polyethyleneimine A technique of blocking polyalkylamine aons is generally used.

【0072】しかしながら、塩基長50以下の、十分に
長くないオリゴヌクレオチドの場合には、そのリン酸基
の電荷も小さく、前記の手法による基板上への結合は必
ずしも強力とはいえない。この塩基長が十分に長くない
オリゴヌクレオチドに対しては、予め核酸の末端に共有
結合のための官能基を導入したオリゴヌクレオチドを合
成しておき、基板にはその官能基に合わせた表面処理を
施し、前記官能基を用いて共有結合させる手法を用いる
と、より強固な結合が達成でき、より好ましい。
However, in the case of an oligonucleotide having a base length of 50 or less and not long enough, the charge of the phosphate group is small, and the binding to the substrate by the above-mentioned method is not necessarily strong. For oligonucleotides whose base length is not sufficiently long, an oligonucleotide having a functional group for covalent bonding introduced at the end of the nucleic acid is synthesized in advance, and the substrate is subjected to surface treatment according to the functional group. It is more preferable to use a method of performing covalent bonding using the functional group, since a stronger bond can be achieved.

【0073】また、オリゴヌクレオチドがRNAの場合
にも、前記DNAに利用される手法を応用することがで
きる。あるいは、ペプチド核酸の場合にも、その核酸部
を用いて、前記DNAに利用される手法を応用すること
ができる。
Also, when the oligonucleotide is RNA, the method used for DNA can be applied. Alternatively, in the case of a peptide nucleic acid, the technique used for the DNA can be applied using the nucleic acid portion.

【0074】(固相基板とオリゴヌクレオチドとの共有
結合による固定に利用される官能基の種類)オリゴヌク
レオチドを固相基板表面上に、共有結合により固定する
際には、予め、オリゴヌクレオチドと固相基板表面に、
それぞれ官能基を導入し、その間で反応を行うことが一
般的である。この官能基の組み合わせに関しては、基板
表面にマレイミド基を、オリゴヌクレオチドにチオール
基(−SH)を導入する組み合わせが、好ましい一例と
してが挙げられる。具体的には、オリゴヌクレオチドの
末端にチオール基(−SH)を結合させておき、一方、
固相表面には、マレイミド基を有する被覆を形成する処
理を施しておき、固相表面にオリゴヌクレオチドを供給
した際、チオール基(−SH)をマレイミド基に作用、
反応させて、共有結合の形成による固定化がなされる。
(Type of Functional Group Used for Covalent Bonding of Oligonucleotide to Solid-Phase Substrate) When the oligonucleotide is fixed to the surface of the solid-phase substrate by covalent bonding, the oligonucleotide is previously fixed to the oligonucleotide. On the phase board surface,
It is general to introduce a functional group and perform a reaction between them. Regarding the combination of the functional groups, a preferable example is a combination in which a maleimide group is introduced into the substrate surface and a thiol group (—SH) is introduced into the oligonucleotide. Specifically, a thiol group (-SH) is bound to the end of the oligonucleotide,
The surface of the solid phase is subjected to a treatment for forming a coating having a maleimide group, and when an oligonucleotide is supplied to the surface of the solid phase, a thiol group (-SH) acts on the maleimide group;
The reaction causes immobilization by the formation of covalent bonds.

【0075】固相表面へのマレイミド基導入には、種々
の手法が利用できるが、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、下記式(II):
Various methods can be used to introduce a maleimide group on the surface of the solid phase. For example, an aminosilane coupling agent is reacted on a glass substrate, and then the following formula (II):

【0076】[0076]

【化1】 Embedded image

【0077】で示されるN−(6−マレイミドカプロイ
ロキシ)スクシンイミド(N−(6−Maleimidocaproylox
y)succinimide)を含む試薬(EMCS試薬:Doji
n社製)を用い、シランカップリングのアミノ基に反応
させることで、マレイミド基を有する被覆層を形成する
ことが可能である。
N- (6-maleimidocaproyloxy) succinimide (N- (6-maleimidocaproylox)
y) succinimide) (EMCS reagent: Doji
(manufactured by N Co., Ltd.) and reacting it with the amino group of the silane coupling, it is possible to form a coating layer having a maleimide group.

【0078】また、チオール基を導入したオリゴヌクレ
オチドは、例えば、DNA自動合成機を用いてDNAを
合成する際、5’末端の試薬として5’−Thiol−Modif
ierC6(Glen Research社製)を用いることにより合成す
ることができる。なお、合成後、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る精製処理を施
す。
In addition, for example, when a DNA is synthesized using an automatic DNA synthesizer, a 5′-Thiol-Modif
It can be synthesized by using ierC6 (manufactured by Glen Research). After the synthesis, after the ordinary deprotection reaction, purification treatment by high performance liquid chromatography is performed.

【0079】共有結合による固定化に利用可能な、官能
基の組み合わせとしては、前記のチオール基とマレイミ
ド基との組み合わせ以外に、例えば、エポキシ基(固相
表面上)とアミノ基(オリゴヌクレオチドの末端)の組
み合わせなども挙げられる。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手法などが挙げられ
る。
Examples of combinations of functional groups that can be used for immobilization by covalent bonding include, in addition to the combination of the thiol group and maleimide group, for example, an epoxy group (on the solid surface) and an amino group (of the oligonucleotide). Terminal). The introduction of the epoxy group to the solid phase surface, for example, by applying to a solid phase surface made of polyglycidyl methacrylate resin having an epoxy group, or by applying a silane coupling agent having an epoxy group to a glass solid surface. A method of reacting with glass is exemplified.

【0080】(インクジェット法によるオリゴヌクレオ
チド溶液の供給)固相基板表面の所定の区画に、その上
に固定するオリゴヌクレオチドを含む溶液を供給する手
段は、単位面積当たり均一な液量が供給される限り、特
に限定はない。例えば、インクジェット法などによるプ
リンティングを利用する場合には、「べた塗りパター
ン」を作製しておいて、インクジェット・プリンター用
に用いられるインクジェット型プリンター・ヘッドを利
用し、そのインクのカートリッジに、インクの代わりに
オリゴヌクレオチド溶液を充填し、規定された面積をプ
リントする手法を用いる。供給すべき液量が少ない場合
には、インク・カートリッジのような容量の大きなもの
を用いず、代わりに、ヘッドにチューブなどの試料供給
部を接続する構成とし、オリゴヌクレオチド溶液をヘッ
ドに供給する構造としたものを利用してもよい。
(Supply of Oligonucleotide Solution by Inkjet Method) A means for supplying a solution containing oligonucleotide immobilized thereon to a predetermined section on the surface of a solid-phase substrate supplies a uniform amount of liquid per unit area. There is no particular limitation as far as it is. For example, when using printing by an ink-jet method or the like, a “solid pattern” is prepared, and an ink-jet printer head used for an ink-jet printer is used. Instead, a technique of filling the oligonucleotide solution and printing a defined area is used. When the amount of liquid to be supplied is small, a large-capacity liquid such as an ink cartridge is not used. Instead, a sample supply unit such as a tube is connected to the head, and the oligonucleotide solution is supplied to the head. A structure may be used.

【0081】この手法で用いる、吐出用のオリゴヌクレ
オチド溶液には、インクジェット様に吐出可能であっ
て、また、ヘッドから吐出した微少液滴が所望の位置に
着弾するに適する粘度を有する溶液を用いる。さらに、
利用する溶媒は、前記の要件を満たす上に、目的のオリ
ゴヌクレオチドを混合した状態、ならびに、吐出時にお
いて、目的のオリゴヌクレオチドに損傷を与えない溶媒
から選択される。
As the oligonucleotide solution for ejection used in this method, a solution which can be ejected like an ink jet and has a viscosity suitable for the minute droplet ejected from the head to land on a desired position is used. . further,
The solvent to be used is selected from a mixed state of the target oligonucleotide and a solvent which does not damage the target oligonucleotide at the time of ejection, in addition to satisfying the above requirements.

【0082】具体的には、インクジェット・ヘッド、特
にバブルジェット・ヘッドからの吐出性という観点から
は、溶液の特性として、例えば、その粘度が1〜15c
ps、表面張力が30dyn/cm以上とすることが好
ましい。なかでも、粘度を1〜5cps、表面張力を3
0〜50dyn/cmの範囲に選択する際には、固相基
板上への着弾位置が極めて正確なものとなり、バブルジ
ェット・ヘッドを用いる供給法が特に好適に利用でき
る。
More specifically, from the viewpoint of dischargeability from an ink jet head, particularly a bubble jet head, the characteristics of a solution include, for example, a viscosity of 1 to 15 c.
It is preferable that ps and the surface tension be 30 dyn / cm or more. Above all, viscosity is 1-5 cps, surface tension is 3
When selecting from the range of 0 to 50 dyn / cm, the landing position on the solid phase substrate becomes extremely accurate, and the supply method using a bubble jet head can be particularly suitably used.

【0083】加えて、吐出時におけるオリゴヌクレオチ
ドの安定性などを考慮すると、オリゴヌクレオチド溶液
中に、例えば、2〜100mer、特には、2〜60m
erのオリゴヌクレオチドを、0.05〜500μM、
好ましくは2〜50μMの濃度範囲で含有させる溶液を
用いる際、インクジェット方式の供給手段がより好まし
いものとなる。
In addition, in consideration of the stability of the oligonucleotide at the time of ejection, for example, 2 to 100 mer, particularly 2 to 60 m
er oligonucleotide, 0.05-500 μM,
When using a solution to be contained in a concentration range of preferably 2 to 50 μM, a supply means of an ink jet system is more preferable.

【0084】インクジェット方式の吐出法を適用する上
で、オリゴヌクレオチド溶液の液組成は、上記したよう
に、目的のオリゴヌクレオチドを混合した状態、ならび
に、吐出時においても、目的のオリゴヌクレオチドに実
質的に損傷を与えないことは勿論であるが、さらに、イ
ンクジェットを用いて固相基板表面に対して正常に吐出
することが可能であれば、その組成は、特に限定される
ものではない。なお、目的のオリゴヌクレオチドに加え
て、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、あるい
は下記式(I):
In applying the ink jet type ejection method, as described above, the liquid composition of the oligonucleotide solution is substantially the same as the target oligonucleotide mixed with the target oligonucleotide, and even when the target oligonucleotide is discharged. Of course, the composition is not particularly limited as long as the composition can be normally ejected onto the surface of the solid-state substrate using an ink jet. In addition, in addition to the target oligonucleotide, for example, glycerin, urea, thiodiglycol or ethylene glycol, isopropyl alcohol, or the following formula (I):

【0085】[0085]

【化2】 Embedded image

【0086】(式中、R1、R2、R3、R4はアルキル
基、例えば、炭素数1〜4の直鎖又は分岐のアルキル基
を表し、m、nは、それぞれ0又は正の整数であり、1
≦m+n≦30を満たす)で示されるアセチレンアルコ
ールを含む溶液とすることが好ましい。さらに、具体的
には、尿素を5〜10wt%、グリセリンを5〜10w
t%、チオジグリコールを5〜10wt%、ならびに式
(I)で示されるアセチレンアルコールを0.02〜5
wt%、より好ましくは0.5〜1wt%を含む溶液組
成とすると、インクジェット方式の吐出法が好適に用い
られる。
(Wherein R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 represent an alkyl group, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and m and n each represent 0 or a positive An integer, 1
≦ m + n ≦ 30) is preferable. More specifically, urea is 5 to 10 wt%, and glycerin is 5 to 10 w
% of thiodiglycol, and 0.02 to 5% of acetylene alcohol represented by the formula (I).
When the composition of the solution contains 0.1% by weight, more preferably 0.5% to 1% by weight, the ink jet method is suitably used.

【0087】(疎水性のwallと親水性のwellとからなる
マトリクス構成)また、固相表面上に設けるマトリクス
状の区画は、例えば、親水性のwell(窪み底部)を囲む
疎水性のwall(障壁部)とからなるマトリクス状の区画
を形成し、隣接する区画間での連結を防止するような構
成とすることができる。その疎水性のwall(障壁部)で
囲まれた親水性のwell(窪み底部)にオリゴヌクレオチ
ドの溶液を供給して、親水性のwell(窪み底部)の底面
部のみにオリゴヌクレオチドが固定される構成も利用で
きる。
(Matrix Structure Consisting of Hydrophobic Wall and Hydrophilic Well) The matrix-shaped section provided on the surface of the solid phase may be, for example, a hydrophobic wall (hollow well) surrounding a hydrophilic well (dent bottom). (A barrier section) and a matrix-like section is formed to prevent connection between adjacent sections. The oligonucleotide solution is supplied to the hydrophilic well (the bottom of the hollow) surrounded by the hydrophobic wall (the barrier), and the oligonucleotide is fixed only to the bottom of the hydrophilic well (the bottom of the hollow). Configurations are also available.

【0088】(ウォール/ウェルの素材)マトリクス状
に配置される区画として、wall(障壁部)パターンで区
分されているwell(窪み底部)の底面部にオリゴヌクレ
オチドの溶液を供給して、結合反応を行う際には、well
(窪み底部)の底面部は溶液で密に濡れるが、wall(障
壁部)は、溶液との濡れ性が乏しいことが望ましい。例
えば、well(窪み底部)の底面部分の表面を構成する固
相素材は親水性に富むものとし、wall(障壁部)の壁面
と、隣の区画と分離仕切りに相当する部分は、親水性が
乏しくすることが好ましい。これにより、well(窪み底
部)の底面部分に供給されるオリゴヌクレオチドの水溶
液は、底面部分全体に広がるが、wall(障壁部)を超え
て、隣接する区画に混入することは防止される。また、
仮にwall(障壁部)に掛かる位置に誤って供給された液
滴は、濡れ性とよい目的のwell(窪み底部)に速やかに
移行する結果、所定液量のオリゴヌクレオチド溶液をwe
ll(窪み底部)により確実に供給できる。
(Material of Wall / Well) As a section arranged in a matrix, a solution of oligonucleotide is supplied to the bottom of a well (bottom of a depression) divided by a wall (barrier) pattern to perform a binding reaction. When doing the well
The bottom surface of the (dent bottom) is wetted with the solution densely, but the wall (barrier portion) desirably has poor wettability with the solution. For example, the solid phase material constituting the surface of the bottom part of the well (the bottom of the well) is rich in hydrophilicity, and the wall surface of the wall (barrier part) and the part corresponding to the adjacent partition are poorly hydrophilic. Is preferred. As a result, the aqueous solution of the oligonucleotide supplied to the bottom of the well (the bottom of the depression) spreads over the entire bottom, but is prevented from entering the adjacent section beyond the wall (barrier). Also,
If the liquid droplet is erroneously supplied to the position where it hangs on the wall (barrier portion), it quickly moves to the target well (well bottom) with good wettability, so that a predetermined amount of the oligonucleotide solution is wetted.
ll (recess bottom) ensures reliable supply.

【0089】図5に、本発明の検出用基板に設ける、マ
トリクス状に配置されている区画の一例を示す。この正
方マトリクス状の区画は、固相基板の表面上に枠体構造
を有する凸部(ウォール)を設け、配置された矩形の凹
部(ウェル)を区分する構造を有する。具体的には、枠
体構造を有する凸部(ウォール)によって互いに隔離さ
れる凹部(ウェル)は、固相基板の表面上に凸部(ウォ
ール)を形成する材料を一面に被覆した後、矩形形状の
貫通孔(くりぬき部)を設け、凹部(ウェル)を開口し
たものである。従って、凹部(ウェル)の底面部には、
固相基板の表面が露出した状態である。固相基板の表面
露出部分は、オリゴヌクレオチドと結合可能な表面とす
る処理が施されている。その結果、この凹部(ウェル)
の底面部にのみ、オリゴヌクレオチドが固定される。
FIG. 5 shows an example of sections arranged in a matrix provided on the detection substrate of the present invention. The square matrix section has a structure in which a convex portion (wall) having a frame structure is provided on the surface of the solid-phase substrate, and the arranged rectangular concave portion (well) is partitioned. Specifically, the concave portions (wells) separated from each other by the convex portions (walls) having the frame structure are formed by covering the entire surface of the solid phase substrate with the material forming the convex portions (walls), and then forming a rectangular shape. A through hole (opening) having a shape is provided, and a recess (well) is opened. Therefore, on the bottom of the recess (well),
In this state, the surface of the solid substrate is exposed. The exposed portion of the surface of the solid-phase substrate is treated so that the surface can be bound to the oligonucleotide. As a result, this recess (well)
The oligonucleotide is immobilized only on the bottom surface of.

【0090】枠体構造を有する凸部(ウォール)を形成
する材料としては、例えば、金属(クロム、アルミ、金
等)や樹脂等が挙げられる。樹脂としては、アクリル、
ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリイミド、アクリ
ル酸モノマー、ウレタンアクリレートなどの樹脂や、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。なお、感光性樹脂
の具体例としては、例えば、UVレジスト、DEEP−
UVレジスト、紫外線硬化樹脂など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などのネガ型レジスト、ノボラック
樹脂−ジアゾナフトキノン系レジストなどのボジ型レジ
ストを挙げることができる。
Examples of the material for forming the projections (walls) having the frame structure include metals (chromium, aluminum, gold, etc.) and resins. Acrylic, as resin
Resins such as polycarbonate, polystyrene, 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. In addition, as a specific example of the photosensitive resin, for example, UV resist, DEEP-
A UV resist, an ultraviolet curable resin, or the like can be used. Examples of the UV resist include a negative resist such as a cyclized polyisoprene-aromatic bisazide-based resist and a phenol resin-aromatic azide compound-based resist, and a bodied resist such as a novolak resin-diazonaphthoquinone-based resist.

【0091】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ベニルケトン、及び、
臭化ポリ1−トリメチルシリルプロピンなどの放射線分
散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を挙げることができ、
ネガ型レジストとして、ボロビニルフェノール−3,
3’−ジアジドジフェニルスルホン、及び、ポリメタク
リル酸グリシジルなどを挙げることができる。
As the DEEP-UV resist, as a positive resist, for example, polymethyl methacrylate,
Polymethylene sulfone, polyhexafluorobutyl methacrylate, polymethyl isopropenyl ketone, and
Radiation-dispersible polymer resists such as poly 1-trimethylsilylpropyne bromide, and dissolution inhibitor-based resists such as o-nitrobenzyl cholic acid;
As a negative resist, borovinylphenol-3,
3'-diazidodiphenyl sulfone, polyglycidyl methacrylate, and the like can be given.

【0092】紫外線硬化樹脂としては、ベンゾフェノ
ン、及び、その置換誘導体、ベンジルなどのオキシム系
化合物等の中から選ばれる、1種、又は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、及びウレタンジ
アクリレートなどを挙げることができる。
The UV-curable resin contains about 2 to 10% by weight of one or more photopolymerization initiators selected from benzophenone and substituted derivatives thereof, and oxime compounds such as benzyl. And polyester acrylate, epoxy acrylate, and urethane diacrylate.

【0093】蛍光標識を用いる検出の際、この枠体構造
を有する凸部(ウォール)を形成する素材による光反射
を抑制するためには、用いる素材を遮光性のものとする
ことが効果的である。遮光性を付与するためには、上記
の樹脂に黒色の顔料を加えることが有効であり、その
際、利用可能な黒色の顔料としては、カーボンブラック
や黒色有機顔料を挙げることができる。
At the time of detection using a fluorescent label, in order to suppress light reflection due to the material forming the projections (walls) having the frame structure, it is effective to use a light-shielding material. is there. In order to impart light-shielding properties, it is effective to add a black pigment to the above-mentioned resin. At this time, examples of usable black pigments include carbon black and black organic pigments.

【0094】なお、枠体構造を有する凸部(ウォール)
を、上記の疎水性を示す樹脂材料により形成した際に
は、凸部(ウォール)の表面は疎水性となる。この疎水
性を示す材料で形成される枠体構造を有する凸部(ウォ
ール)を設ける構成は、凹部(ウェル)の基板表面に供
給するオリゴヌクレオチドを含む溶液として、水系の溶
液を用いる場合には、より好ましいものである。仮に、
凸部(ウォール)の表面に掛かるような位置に水系の溶
液が供給されたとしても、凸部(ウォール)表面にその
まま付着することなく、次第に、より低い位置にある凹
部(ウェル)の底部に移行することになる。また、隣接
する凹部(ウェル)には、互いに異なる種類のオリゴヌ
クレオチドの溶液が供給されるが、疎水性を示す凸部
(ウォール)で分離されているため、液のしみ出しによ
る溶液間での混じり合い(クロスコンタミネーション)
の防止がなされている。
Note that a projection (wall) having a frame structure is provided.
Is formed of the above-mentioned resin material having hydrophobicity, the surface of the projection (wall) becomes hydrophobic. The configuration in which the convex portions (walls) having the frame structure formed of the material exhibiting hydrophobicity are provided when the aqueous solution is used as the solution containing the oligonucleotide to be supplied to the substrate surface of the concave portion (well). Is more preferable. what if,
Even if the aqueous solution is supplied to a position that hangs on the surface of the convex portion (wall), the solution does not directly adhere to the surface of the convex portion (wall), and gradually fills the bottom of the concave portion (well) at a lower position. Will be migrated. In addition, different types of oligonucleotide solutions are supplied to adjacent recesses (wells), but are separated by hydrophobic projections (walls). Mixing (cross contamination)
Has been prevented.

【0095】なお、枠体構造を有する凸部(ウォール)
の厚さ(固相基板表面からの高さ)は、凹部(ウェル)
に供給するオリゴヌクレオチドの溶液の液量を考慮し
て、凹部(ウェル)の容量を選択し、その容量を満たす
ように適宜決められる。また、凸部(ウォール)の形成
方法にもよるが、1〜20μmの範囲で、前記の要件を
満たすように選択することが好ましい。このように選択
した凸部(ウォール)の厚さは、インクジェット法によ
りオリゴヌクレオチドの溶液を各ウェルに供給する際、
隣接するウェル間でのクロス・コンタミネーションを有
効に防止する厚さ領域となる。
Note that a projection (wall) having a frame structure is provided.
Thickness (height from the solid phase substrate surface) is concave (well)
The volume of the concave portion (well) is selected in consideration of the amount of the oligonucleotide solution to be supplied to the container, and the volume is appropriately determined so as to satisfy the volume. Although it depends on the method of forming the projections (walls), it is preferable to select the projections in the range of 1 to 20 μm so as to satisfy the above requirements. The thickness of the protrusions (walls) selected in this manner is determined when the oligonucleotide solution is supplied to each well by the inkjet method.
This is a thickness region that effectively prevents cross contamination between adjacent wells.

【0096】(検体の種類)本発明の検出方法が適用可
能な、検体試料中に含まれる対象成分として、mRN
A、cDNA、蛋白質、細胞抽出物、ならびに薬剤を初
めとする化学物質が挙げられる。
(Type of Sample) As a target component contained in a sample to which the detection method of the present invention is applicable, mRN is used.
A, cDNA, proteins, cell extracts, and chemicals including drugs.

【0097】なお、cDNAを対象成分とする際には、
二本鎖のままで用いることも可能ではあるが、予め標識
を施した一本鎖とすることが、効率の良いハイブリッド
体の形成と、その検出を簡便に行う上では、好ましい。
When cDNA is used as a target component,
Although it is possible to use the double strand as it is, it is preferable to use a single-stranded strand that has been labeled in advance, in order to efficiently form a hybrid and detect it easily.

【0098】一方、mRNAは元来一本鎖であり、何ら
かの方法で標識化を行い、標識されたmRNAとするこ
とにより、効率の良いハイブリッド体の形成と、その検
出を行うことができる。なお、検体試料中のmRNAは
一般に少量であり、本発明の検出方法の特徴である、検
出に要する試料溶液量を少量とすることができるという
利点がより顕著となる対象成分である。ただし、取り扱
いの際、RNA分解酵素の混入を生じ易いため、検体試
料の溶液中に、ジエチルピロカルボネート等のRNA分
解酵素阻害剤など、mRNAの分解を抑制する物質を所
定量添加することが望ましい。mRNA以外にも、RN
Aウイルスのゲノムも、同様に対象成分となる。加え
て、tRNAやリボゾーマルRNAなども、対象成分と
なる。
On the other hand, mRNA is originally single-stranded, and it is possible to efficiently form a hybrid and detect it by labeling by some method to obtain a labeled mRNA. In addition, mRNA in a specimen sample is generally a small amount, and is a target component in which the advantage of being able to reduce the amount of a sample solution required for detection, which is a feature of the detection method of the present invention, is more remarkable. However, during handling, RNase is liable to be contaminated, so that a predetermined amount of a substance that suppresses the degradation of mRNA, such as an RNase inhibitor such as diethyl pyrocarbonate, may be added to the sample sample solution. desirable. In addition to mRNA, RN
The genome of the A virus is also a target component. In addition, tRNA and ribosomal RNA are also target components.

【0099】一方、蛋白質を対象成分とする際には、蛋
白質自体が発する蛍光を利用して、形成された複合体の
検出を行うこともできる。
On the other hand, when a protein is used as the target component, the formed complex can be detected by utilizing the fluorescence emitted from the protein itself.

【0100】また、化学物質も、場合によっては、それ
自体の蛍光を発するものもあり、形成する複合体をその
蛍光を利用し、検出することもできる。蛍光を発しない
化学物質に関しては、化合物の官能基を利用した手法で
標識を施すことができる。本発明の検出方法が適用可能
なものには、一本鎖のDNAと結合可能な化学物質の例
などを挙げることができる。加えて、一本鎖のRNAと
結合可能な化学物質の例なども挙げることができる。
In some cases, some chemical substances emit their own fluorescence, and the complex formed can be detected by utilizing the fluorescence. For a chemical substance that does not emit fluorescence, it can be labeled by a method using a functional group of the compound. Examples of those to which the detection method of the present invention can be applied include chemical substances capable of binding to single-stranded DNA. In addition, examples of chemical substances capable of binding to single-stranded RNA can be given.

【0101】(検体試料をアレイ状にスポットする手
段)本発明の検出方法においては、検体試料を検出用基
板上の定められた位置にアレイ状にスポットする。要す
る液量を僅かとするため、そのスポット径は、数10μ
m〜100μm程度の範囲に選択するが、このようなス
ポット径で、スポット量の均一性が高く、また、高い位
置精度でスポットすることが必要となる。この要件を満
足するスポット手段として、ピン方式、インクジェット
方式、キャピラリー方式のスポット装置が挙げられる。
(Means for Spotting Sample Samples in Array) In the detection method of the present invention, sample samples are spotted in an array at predetermined positions on a detection substrate. In order to make the required liquid volume small, the spot diameter is several tens μm.
It is selected in the range of about m to 100 μm, but it is necessary to perform spotting with such spot diameter, high uniformity of spot quantity, and high positional accuracy. As spot means satisfying these requirements, there are a pin type, an inkjet type, and a capillary type spot device.

【0102】ピン方式は、ピン先端に検体試料を付着さ
せ、その先端を固相表面へ機械的に接触させることによ
り、一定量の検体試料を写し取る方法である。毛細管を
利用するキャピラリー方式は、一旦、毛細管に吸い上げ
られた検体試料の溶液を、ピン方式と同様、毛細管の先
端を固相表面へ機械的に接触させることにより、一定量
の検体試料を写し取る方法である。この二つの方式を採
用するスポット装置は、各種市販されており、市販の装
置を利用することができる。
The pin method is a method in which a sample sample is attached to the tip of a pin and the tip is mechanically brought into contact with the surface of a solid phase to copy a predetermined amount of the sample. The capillary method using a capillary method is a method of copying a fixed amount of a sample sample by bringing the solution of the sample sample once sucked into the capillary into mechanical contact with the tip of the capillary to the solid phase surface, similar to the pin method. It is. Various spot devices employing these two methods are commercially available, and commercially available devices can be used.

【0103】このピン方式、キャピラリー方式のスポッ
ト装置は、検体試料の種類に依らずスポットが可能であ
り、未知の検体試料に対しては、最も好ましい方法と考
えられる。但し、例えば、検体試料中に含まれるDNA
の長さや含有濃度に依存して、検体試料溶液の粘度に差
異が生じ、そのため、スポットされる液量に変動が生じ
る。従って、定量性の観点では問題を含むものである。
蛋白質に関しても、その分子の大きさや濃度に依存し
て、検体試料溶液の粘度に差異が生じ、定量性の観点で
は問題を残している。しかしながら、後述するインクジ
ェット法のように、液滴を吐出する際、専断力等の物理
的な刺激が検体試料に加わることはなく、検体自体の分
子量に制限がないという大きな利点をもっている。
The pin-type or capillary-type spot apparatus is capable of spotting regardless of the type of specimen sample, and is considered to be the most preferable method for unknown specimen samples. However, for example, DNA contained in the specimen sample
The viscosity of the sample solution varies depending on the length and the concentration of the sample, so that the amount of the spotted liquid varies. Therefore, there is a problem from the viewpoint of quantitativeness.
Regarding proteins, the viscosity of the sample solution varies depending on the size and concentration of the molecules, and there remains a problem in terms of quantitativeness. However, there is a great advantage that a physical stimulus such as a cutting force is not applied to the specimen sample when the droplet is ejected as in the ink jet method described later, and the molecular weight of the specimen itself is not limited.

【0104】(インクジェット法による検体試料のアレ
イ状スポット)インクジェット法で吐出可能な検体とし
て挙げられるのは、核酸、蛋白質の他、化学薬品があげ
られる。
(Arrayed Spots of Specimen Samples by Inkjet Method) Examples of the specimens that can be ejected by the inkjet method include nucleic acids, proteins, and chemicals.

【0105】インクジェット法では専断力が働くため
に、吐出できる核酸の長さ、蛋白質の大きさに制限が加
わる。しかし、その定量性は他のピン方式、キャピラリ
ー方式より優れたものであり、特に化学物質の吐出に関
しては他の方式よりも好適に用いられる。吐出可能な核
酸としては、塩基対長1kbp以下のものであり、蛋白
質としては100Kダルトン以下のものが好ましい。化
学物質に関しては、一般に分子量は、核酸や蛋白質と較
べると充分に小さく、従って、分子量が極端に大きなポ
リマーを除き、どのようなものでも吐出可能である。
In the ink-jet method, the length of the nucleic acid that can be ejected and the size of the protein are limited due to the decisive force. However, its quantitative property is superior to other pin methods and capillary methods, and it is more preferably used for discharging a chemical substance than other methods. The nucleic acid that can be ejected has a base pair length of 1 kbp or less, and the protein preferably has a base length of 100 K daltons or less. Regarding chemical substances, the molecular weight is generally sufficiently small as compared with nucleic acids and proteins, and therefore, anything can be discharged except for polymers having extremely large molecular weights.

【0106】図6は、本発明の方法において、検体試料
溶液のスポットに利用される手段の一つである、インク
ジェット法、特にバブルジェット法により検体溶液を吐
出する方法を概略的に説明する図である。図6におい
て、101は吐出液としての検体を含む溶液を吐出可能
に保持している液体供給系(ノズル)、103は検体が
反応する対象である核酸プローブが結合されている固
相、105はインクジェットヘッドの一種である、吐出
液体に熱エネルギーを付与して吐出させる機能を備える
バブルジェット・ヘッドである。104は、バブルジェ
ット・ヘッドから吐出された検体を含む液体(液滴)で
ある。図7は、図6に説明したバブルジェット・ヘッド
105の断面図である。図7において、107はバブル
ジェット・ヘッド105から吐出されるべき検体溶液を
含む液体、また、117は前記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11
7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111−1,11
1−2,ニクロム等で形成されている発熱抵抗帯層11
3,蓄熱層115及び放熱性の良好なアルミナ等で形成
されている支持帯116を含んでいる。検体を含む液体
107は吐出オリフイス(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。この状態において、電極111−1,111−2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が吐出し、
固相103の表面に向かって飛翔する。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、基板表面上に高密度にプローブをマトリクス状に
配置させる手段として極めて有効である。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a method of discharging a sample solution by an ink jet method, particularly a bubble jet method, which is one of means used for spotting a sample sample solution in the method of the present invention. It is. In FIG. 6, reference numeral 101 denotes a liquid supply system (nozzle) that holds a solution containing a sample as a discharge liquid so as to be able to discharge, 103 denotes a solid phase to which a nucleic acid probe to which the sample reacts is bound, and 105 denotes a solid phase. This is a bubble jet head having a function of applying thermal energy to a discharge liquid and discharging the liquid, which is a type of ink jet head. Reference numeral 104 denotes a liquid (droplet) containing a specimen ejected from the bubble jet head. FIG. 7 is a sectional view of the bubble jet head 105 described in FIG. In FIG. 7, reference numeral 107 denotes a liquid containing a sample solution to be ejected from the bubble jet head 105, and 117 denotes a substrate portion having a heat generating portion for applying ejection energy to the liquid. Substrate part 11
7, a protective film 109 made of silicon oxide or the like;
Electrodes 111-1, 11 made of aluminum or the like
1-2, heating resistance strip layer 11 formed of nichrome or the like
3, a heat storage layer 115 and a support band 116 made of alumina or the like having good heat dissipation. The liquid 107 containing the specimen is formed up to the discharge orifice (discharge port) 119 and forms a meniscus 121 by a predetermined pressure. In this state, when an electric signal is applied to the electrodes 111-1 and 111-2, an area 123 (foamed area) generates heat rapidly, and the liquid 107 in contact therewith is discharged.
It 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, but can be controlled to, for example, about 4 to 50 picoliters, This is extremely effective as means for arranging probes in a matrix at high density.

【0107】そしてインクジェット、特にバブルジェッ
ト・ヘッドからの吐出性という観点からは、吐出させる
液体の特性としては、例えば、その粘度が1〜15cp
s、表面張力が30dyn/cm以上が好ましい。ま
た、粘度を1〜5cps、表面張カを30〜50dyn
/cmとした場合、固相上での液滴着弾位置(スポット
位置)が極めて正確なものとなり特に好適に用いられ
る。
[0107] From the viewpoint of the ejection property from an ink jet, particularly from a bubble jet head, the characteristics of the liquid to be ejected include, for example, a viscosity of 1 to 15 cp.
s, the surface tension is preferably 30 dyn / cm or more. The viscosity is 1 to 5 cps and the surface tension is 30 to 50 dyn.
In the case of / cm, the droplet landing position (spot position) on the solid phase becomes extremely accurate, and is particularly preferably used.

【0108】加えて、吐出時の核酸の安定性等を考慮す
ると、溶液中には、例えば100〜10000mer、
特には100〜5000merの一本鎖核酸、あるい
は、二本鎖核酸が好ましい。例えば、c−DNA断片
を、10μM以下、特には、1μM以下の濃度で含有さ
せることが好ましい。
In addition, considering the stability of the nucleic acid at the time of ejection, the solution contains, for example, 100 to 10,000 mer,
Particularly, a single-stranded nucleic acid of 100 to 5000 mer or a double-stranded nucleic acid is preferable. For example, the c-DNA fragment is preferably contained at a concentration of 10 μM or less, particularly preferably 1 μM or less.

【0109】吐出液の組成としては、上記したように核
酸プローブと混合したとき、及びインクジェットから吐
出され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、かつインクジェットを用いて固相
に対して正常に吐出可能である条件を満たせば、特に液
体組成を限定するものではないが、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):
The composition of the ejection liquid is such that it does not substantially affect the nucleic acid probe when mixed with the nucleic acid probe as described above and when ejected from the ink jet, and uses the ink jet. The liquid composition is not particularly limited as long as it satisfies the conditions that enable normal ejection to the solid phase, for example, glycerin,
Urea, thiodiglycol or ethylene glycol, isopropyl alcohol and the following formula (I):

【0110】[0110]

【化3】 Embedded image

【0111】(式中、R1、R2、R3、R4はアルキル
基、例えば、炭素数1〜4の直鎖又は分岐のアルキル基
を表し、m、nは、それぞれ0又は正の整数であり、1
≦m+n≦30を満たす)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。
(Wherein R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 represent an alkyl group, for example, a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and m and n each represent 0 or a positive An integer, 1
≦ m + n ≦ 30) is preferable.

【0112】さら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。
More specifically, urea is 5 to 10% by weight,
5 to 10 wt% of glycerin and 5 to thiodiglycol
10% by weight, and 0.02 to 5% by weight, more preferably 0.5% by weight of the acetylene alcohol represented by the above formula (I).
A liquid containing 〜1 wt% is suitably used.

【0113】[0113]

【実施例】以下に、実施例を挙げて、本発明をより具体
的に説明する。なお、ここに示す実施例は、本発明の最
良の実施の形態の一例であるが、本発明は、これら実施
例により限定されるものではない。
The present invention will be described more specifically below with reference to examples. The examples shown here are examples of the best mode of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.

【0114】(実施例1)オリゴヌクレオチド結合基板
を作製する手順の一例を述べる。本実施例では、ガラス
基板上に、2mm角の領域にオリゴヌクレオチドを結合
した検出用基板を下記する手順により作製した。
Example 1 An example of a procedure for preparing an oligonucleotide-bound substrate will be described. In this example, a detection substrate in which an oligonucleotide was bound to a 2 mm square region on a glass substrate was prepared by the following procedure.

【0115】1.基板洗浄 1インチ角のガラス基板をラックに入れ、超音波洗浄用
洗剤に一晩浸した。その後、前記洗剤中で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。更
に、蒸留水ですすいだ後、蒸留水のはいった容器中でさ
らに超音波処理を20分間行った。
1. Substrate cleaning A 1-inch square glass substrate was put in a rack and immersed in an ultrasonic cleaning detergent overnight. Thereafter, ultrasonic cleaning was performed in the detergent for 20 minutes, and then the detergent was removed by water washing. Furthermore, after rinsing with distilled water, sonication was further performed for 20 minutes in a container filled with distilled water.

【0116】次に、このガラス板を、予め加温してあっ
た1N水酸化ナトリウム溶液に10分間浸した。取り出
した後、表面の付着する1N水酸化ナトリウム溶液を水
洗した後、引き続き、蒸留水洗浄を行った。
Next, this glass plate was immersed for 10 minutes in a 1N sodium hydroxide solution which had been heated in advance. After being taken out, the 1N sodium hydroxide solution on the surface was washed with water, and then washed with distilled water.

【0117】2.表面処理 前記洗浄済みのガラス基板を、1%シランカップリング
剤水溶液(信越化学工業社製、商品名KBM603)に
室温で20分浸し、その後、窒素ガスを両面に吹き付け
て、水分を飛ばし、乾燥させた。120℃に加熱したオ
ーブンで1時間ベークし、ガラス基板表面に対するシラ
ンカップリング剤処理を完結させた。
[0117] 2. Surface treatment The cleaned glass substrate is immersed in a 1% silane coupling agent aqueous solution (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., trade name: KBM603) at room temperature for 20 minutes, and then nitrogen gas is sprayed on both surfaces to remove moisture and dry. I let it. The glass substrate was baked for 1 hour in an oven heated to 120 ° C. to complete the silane coupling agent treatment on the surface of the glass substrate.

【0118】一方、EMCS(N−(6−Maleimidocap
royloxy)succinimide:Dojin社製)を2.7mg秤量し、DM
SO/エタノールの1:1溶液に溶解した(最終濃度0.3mg/m
l)。シランカップリング剤処理を行ったガラス基板
を、このEMCS溶液に2時間浸し、基板表面を被覆してい
るシランカップリング剤のアミノ基とEMCS溶液のカ
ルボキシル基を反応させた。この反応に伴い、シランカ
ップリング剤を介して、EMCSによる被覆がなされ
る。得られるガラス表面には、EMCS由来のマレイミ
ド基が表面に存在することになる。EMCS溶液と反応
を終えた後、取り出されたガラス基板は、蒸留水で洗浄
後、窒素ガスで乾燥させる。このマレイミド基を導入す
る表面処理を施したガラス基板が、後に述べるDNAと
の結合反応に用いられる。
On the other hand, EMCS (N- (6-Maleimidocap
royloxy) succinimide (manufactured by Dojin) 2.7 mg, DM
Dissolved in a 1: 1 solution of SO / ethanol (final concentration 0.3 mg / m
l). The glass substrate that had been treated with the silane coupling agent was immersed in this EMCS solution for 2 hours to cause the amino groups of the silane coupling agent coating the substrate surface to react with the carboxyl groups of the EMCS solution. Along with this reaction, coating with EMCS is performed via a silane coupling agent. A maleimide group derived from EMCS exists on the surface of the obtained glass. After the reaction with the EMCS solution, the glass substrate taken out is washed with distilled water and dried with nitrogen gas. The glass substrate which has been subjected to a surface treatment for introducing a maleimide group is used for a binding reaction with DNA described later.

【0119】3.ガラス基板固定用DNAの合成 ガラス基板上に固定するために、下記の配列1の塩基配
列を有するオリゴヌクレオチドを化学合成した。この配
列1は、癌抑制遺伝子として知られているp53遺伝子
がコードする遺伝子産物(ペプチド鎖)のアミノ酸配列
において、248及び249番目のアミノ酸をコードす
る塩基長6の塩基配列を、その中心部分に含む18me
r配列である。また、ガラス基板上への固定のため、そ
の5’末端にSH基を導入してある。
3. Synthesis of DNA for fixing glass substrate In order to fix the DNA on a glass substrate, an oligonucleotide having the following base sequence 1 was chemically synthesized. In the amino acid sequence of the gene product (peptide chain) encoded by the p53 gene known as a tumor suppressor gene, this sequence 1 has, as a central part, a nucleotide sequence having a nucleotide length of 6 encoding the 248th and 249th amino acids. 18me including
r array. In addition, an SH group is introduced at the 5 'end for fixation on a glass substrate.

【0120】配列1 5'HS−GATGGGCCTCCGGTTCAT3' SH基の導入は、DNA自動合成機上、市販の合成用試
薬Thiol−Modifier(GlenResearch社製)を用いる事に
よりなされる。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イーにて精製した後、以
下の工程に用いた。
Sequence 1 Introduction of the 5 ' HS-GATGGGCCTCCGGTTCAT 3' SH group is carried out by using a commercially available synthesis reagent Thiol-Modifier (manufactured by GlenResearch) on an automatic DNA synthesizer. Subsequently, the DNA was recovered by ordinary deprotection, purified by high performance liquid chromatography, and used in the following steps.

【0121】4.BJプリンター・ヘッドを利用するD
NA吐出、および基板への結合 前記の合成オリゴヌクレオチド(DNA)を水に溶解
し、SGクリア(グリセリン7.5%、尿素7.5%、
チオジグリコール7.5%、アセチレノールEH1%を
含む水溶液)を用いて、最終濃度8μMになるよう希釈
した。
4. D using BJ printer head
Discharge NA and bind to substrate The above synthetic oligonucleotide (DNA) is dissolved in water, and SG clear (glycerin 7.5%, urea 7.5%,
(An aqueous solution containing 7.5% thiodiglycol and 1% acetylenol EH) to obtain a final concentration of 8 µM.

【0122】少量のサンプル(吐出量)に適するように
ノズルを改造したBJプリンター用ヘッドBC62(キ
ヤノン社製)のノズルに、このオリゴヌクレオチド溶液
を100μl充填した。この改造プリンター・ヘッドを
描画機にセットして、ガラス基板表面に2mm角の「べ
た塗り」の面として、オリゴヌクレオチド溶液による印
字を行った。なお、用いた改造プリンター・ヘッドは、
バブルジェット型インクジェット印字に用いられ、36
0×720dpiの解像度で印字可能である。
100 μl of this oligonucleotide solution was filled in a nozzle of a BJ printer head BC62 (manufactured by Canon Inc.) in which the nozzle was modified so as to be suitable for a small amount of sample (discharge amount). The modified printer head was set on a drawing machine, and a 2 mm square “solid coating” surface was printed on the glass substrate surface with an oligonucleotide solution. The modified printer head used was
Used for bubble jet type ink jet printing, 36
Printing is possible at a resolution of 0 × 720 dpi.

【0123】その後、オリゴヌクレオチド溶液をしたガ
ラス基板を、30分間、加湿チャンバー中に放置し、基
板表面のマレイミド基とオリゴヌクレオチドのチオール
基(HS−)との反応を行った。その後、未反応のオリ
ゴヌクレオチドは、除去した。調製された検出用基板
は、上記配列1の合成DNA(オリゴヌクレオチド)が
共有結合により、ガラス基板上、所定の2mm角の区画
に結合された基板となる。
Thereafter, the glass substrate with the oligonucleotide solution was left in a humidified chamber for 30 minutes to react a maleimide group on the substrate surface with a thiol group (HS-) of the oligonucleotide. Thereafter, the unreacted oligonucleotide was removed. The prepared detection substrate is a substrate in which the synthetic DNA (oligonucleotide) of Sequence 1 is covalently bonded to a predetermined 2 mm square section on a glass substrate.

【0124】(実施例2) オリゴヌクレオチド結合基板表面へのcDNA溶液の供
給、及びハイブリダイゼーション反応 癌組織から取得された各種cDNAライブラリーから、
p53遺伝子断片をPCR増幅し、次に、予め標識を付
したプライマーを用いて、片側鎖のみを再増幅し、検体
試料とする標識を施した一本鎖cDNAを作製した。こ
のp53遺伝子由来の標識を施した一本鎖DNAと、実
施例1で作製した検出用基板上に結合されているDNA
プローブとのハイブリダイゼーション反応を行った。
(Example 2) Supply of a cDNA solution to the surface of an oligonucleotide-bound substrate and hybridization reaction From various cDNA libraries obtained from cancer tissues,
The p53 gene fragment was amplified by PCR, and then only one side chain was re-amplified using a pre-labeled primer to prepare a labeled single-stranded cDNA as a sample. The labeled single-stranded DNA derived from the p53 gene and the DNA bound on the detection substrate prepared in Example 1.
A hybridization reaction with the probe was performed.

【0125】1.検体試料の調製 癌の組織から得られた64種のcDNAライブラリーか
ら、PCR反応によりp53遺伝子断片を取得した。
[0125] 1. Preparation of Specimen Sample A p53 gene fragment was obtained by PCR from 64 cDNA libraries obtained from cancer tissues.

【0126】具体的には、先ず、バイオプシーで採取し
た各組織からCatrimox−14(Biotechnology社)を用い
て、全RNAサンプルを分離・採取した。この全RNA
サンプル溶液を基に、First−Strand cDNA Synthesis K
it(Life Sciences 社製)を用いて、cDNAライブラ
リーを調製した。このcDNAライブラリーに、p53
遺伝子増幅用プライマーを加え、P53遺伝子断片をP
CR増幅した。次に、このPCR増幅産物をテンプレー
トとして、標識された5’側のプライマーを用いて、片
鎖のみを増幅するようなPCR反応(DNA合成反応)
を行った。この再増幅により、標識されたp53遺伝子
由来の一本鎖DNAを調製することができる。
More specifically, first, a total RNA sample was separated and collected from each tissue collected by biopsy using Catrimox-14 (Biotechnology). This total RNA
First-Strand cDNA Synthesis K based on sample solution
A cDNA library was prepared using it (manufactured by Life Sciences). This cDNA library contains p53
A primer for gene amplification was added, and the P53 gene fragment was
CR amplified. Next, a PCR reaction (a DNA synthesis reaction) in which only one strand is amplified using the PCR amplification product as a template and a labeled 5′-side primer.
Was done. By this reamplification, a single-stranded DNA derived from the labeled p53 gene can be prepared.

【0127】(1)PCR法によるT3結合サイトを末
端に持つp53遺伝子断片の増幅 前記の標識されたプライマーとして、T3プロモーター
を利用するオートシーケンサー用のプライマー(宝酒
造)を利用するため、先ず、末端にT3サイトを持ち、
その下流にp53遺伝子部分が増幅可能であるような塩
基配列を連結したプライマーを合成した。このプライマ
ーを用いて、PCR反応を行い、p53遺伝子部分に、
T3プロモーター部位が連結されたPCR増幅産物を得
た。
(1) Amplification of p53 Gene Fragment Having T3 Binding Site at the End by PCR Method In order to use a primer for an autosequencer using the T3 promoter (Takara Shuzo) as the labeled primer, Has a T3 site in
A primer to which a base sequence capable of amplifying the p53 gene portion was ligated downstream thereof was synthesized. Using these primers, a PCR reaction was performed, and
A PCR amplification product to which the T3 promoter site was linked was obtained.

【0128】この例では、p53遺伝子増幅用の5’末
端プライマーに対して、その5’側にT3プロモーター
部位を連結した、塩基配列のプライマー(T3−P5
3)を作製した。その塩基配列を下に示す。 5’AATTAACCCTCACTAAAGGGAAC
CTGAGGTTGGCTCTGACTGTACCAC
CATCC3’ 配列中、5’末端側の下線部がT3ポリメラーゼ結合サ
イトである。一方、増幅用の3’末端プライマーには、
市販の増幅キット、CLONTECH 社の「Human p53Amplimer
Set」中に添付される3’末端プライマーを用いた。P
CR反応溶液には、「one shot LA PCR Mix」(宝酒
造)を用いた。
In this example, a base sequence primer (T3-P5) having a T3 promoter site linked to the 5 ′ side of the 5 ′ end primer for amplifying the p53 gene was used.
3) was produced. The base sequence is shown below. 5 ' AATTAACCCTCACTAAAGGGGAAC
CTGAGGTTTGGCTCTGACTGTACCAC
In the CATCC 3 'sequence, the underlined portion at the 5' end is the T3 polymerase binding site. On the other hand, the 3′-end primer for amplification includes
A commercially available amplification kit, “Human p53Amplimer” from CLONTECH
The 3 'terminal primer attached in the "Set" was used. P
"One shot LA PCR Mix" (Takara Shuzo) was used as the CR reaction solution.

【0129】PCR反応における溶液組成は、下記の比
率であり、 one shot LA PCR Mix 25μl T3-P53primer (20μM) 1μl 3'primer (20μM) 1μl cDNAライブラリー溶液 lμl DW 22μl /50μ1 PCRサイクルは、95℃で5分間熱変性後、95℃3
0秒、55℃30秒、72℃60秒のサイクルを29回
行い、最後に72℃で5分間保持しする条件を用い、反
応物を冷却後、4℃で一時保存した。
The composition of the solution in the PCR reaction was as follows: one shot LA PCR Mix 25 µl T3-P53primer (20 µM) 1 µl 3'primer (20 µM) 1 µl cDNA library solution 1 µl DW 22 µl / 50 µ1 After heat denaturation for 5 minutes at 95 ° C,
The cycle of 0 second, 55 ° C. for 30 seconds, and 72 ° C. for 60 seconds was performed 29 times, and finally, the reaction product was cooled and temporarily stored at 4 ° C. after cooling at 72 ° C. for 5 minutes.

【0130】反応後、ゲル電気泳動を行い、300me
r程度の分子量域にPCR産物があることを確認した。こ
のPCR産物を、Micro Spin Column S200 (Pharmacia)
で精製して、T3プライマーが結合可能なp53遺伝子
断片(T3-1inked p53 DNA)を得た。
After the reaction, gel electrophoresis was carried out and 300 me
It was confirmed that a PCR product was present in a molecular weight range of about r. Transfer this PCR product to Micro Spin Column S200 (Pharmacia)
To obtain a p53 gene fragment (T3-1inked p53 DNA) to which the T3 primer can bind.

【0131】(2)標識T3プライマー(Rho-T3)を利
用する標識一本鎖DNAの合成 (1)で得られたp53遺伝子断片を鋳型に、Rho−T3
プライマー(宝酒造)を用いてPCR反応により、一本
鎖標識DNAを得た。反応溶液の組成は、 one shot LA PCR Mix 25μl Rho-T3primer (10μM) 1μl T3-linked p53 DNA 1μl DW 23μl /50μl とし、反応サイクルは、96℃で30秒、50℃で15
秒、60℃で4分を24回繰り返す条件を用い、反応物
を冷却後、4℃で一時保存した。Micro Spin Column S2
00 で精製後、ゲル電気泳動で、PCR反応により目的
のローダミン標識一本鎖DNAが合成されていることを
確認した。
(2) Synthesis of labeled single-stranded DNA using labeled T3 primer (Rho-T3) Using the p53 gene fragment obtained in (1) as a template, Rho-T3
Single-stranded labeled DNA was obtained by PCR using primers (Takara Shuzo). The composition of the reaction solution was one shot LA PCR Mix 25 µl Rho-T3primer (10 µM) 1 µl T3-linked p53 DNA 1 µl DW 23 µl / 50 µl, and the reaction cycle was 96 ° C for 30 seconds and 50 ° C for 15 seconds.
The reaction was cooled and temporarily stored at 4 ° C. under the conditions of repeating the process at 60 ° C. for 4 seconds for 24 times. Micro Spin Column S2
After purification in step 00, it was confirmed by gel electrophoresis that the target rhodamine-labeled single-stranded DNA was synthesized by PCR.

【0132】2.検体試料溶液の供給 前記工程で得られた検体試料、すなわちp53遺伝子由
来のローダミン標識一本鎖DNAの溶液に食塩を最終濃
度1Mになるように加えた。各cDNAライブラリー6
4種から調製した、p53遺伝子由来のローダミン標識
一本鎖DNAの溶液を、96穴マイクロタイタープレー
トのそれぞれのウエルに注入した。これらのローダミン
標識一本鎖DNA溶液を、実施例1で得られた配列1の
DNAプローブが2mm角に結合された検出用ガラス基
板に、Cartesian Technologies社製マイクロアレイ作製
装置(ピン方式)を用いて8×8の並びとしてスポット
した。それぞれのスポットの径は100μmである。
[0132] 2. Supply of Sample Sample Solution Salt was added to the sample sample obtained in the above step, that is, a solution of rhodamine-labeled single-stranded DNA derived from the p53 gene to a final concentration of 1M. Each cDNA library 6
A solution of rhodamine-labeled single-stranded DNA derived from the p53 gene prepared from the four types was injected into each well of a 96-well microtiter plate. These rhodamine-labeled single-stranded DNA solutions were applied to a glass substrate for detection having the DNA probe of sequence 1 obtained in Example 1 bound to a 2 mm square by using a microarray production apparatus (pin method) manufactured by Cartesian Technologies. The spots were spotted as 8 × 8 rows. The diameter of each spot is 100 μm.

【0133】3.ハイブリダイゼーション反応 検体試料であるローダミン標識一本鎖DNA溶液計64
種をスポットしたこの検出用基板を、40℃に設定した
加湿チヤンバー内に放置し、ハイブリダイゼーション反
応を3時間行った。その後、検出用基板を100mMN
aClを含む10mMリン酸緩衝液にて洗浄し、ハイブ
リッド体形成に関与しなかった検体試料を除去した。
3. Hybridization reaction Sample sample, rhodamine-labeled single-stranded DNA solution total 64
The substrate on which the seeds were spotted was left in a humidified chamber set at 40 ° C., and a hybridization reaction was performed for 3 hours. Thereafter, the detection substrate is set to 100 mM N
The sample was washed with a 10 mM phosphate buffer containing aCl to remove a sample sample that did not participate in the formation of a hybrid.

【0134】ハイブリダイゼーション反応後、8×8の
二次元アレイ状にスポットした検体試料を、蛍光標識ロ
ーダミンに適する、励起光、蛍光用のフイルター・セッ
トを装着した倒立型蛍光顕微鏡を用いて観察した。大部
分のスポットでは、ハイブリッド体形成に伴い、蛍光標
識ローダミンに由来する赤色の蛍光が観察された。しか
しながら、6カ所のスポットで蛍光強度が弱く、1カ所
のスポットでは蛍光が観察されなかった。
After the hybridization reaction, the specimen samples spotted in an 8 × 8 two-dimensional array were observed using an inverted fluorescence microscope equipped with a filter set for excitation light and fluorescence, which was suitable for fluorescently labeled rhodamine. . In most of the spots, red fluorescence derived from the fluorescently labeled rhodamine was observed with the formation of the hybrid. However, the fluorescence intensity was weak at six spots, and no fluorescence was observed at one spot.

【0135】このことは、対応する6種類の癌細胞由来
のp53遺伝子においては、p53遺伝子産物(p53
蛋白質)のアミノ酸配列248及び249番目に対応す
る塩基配列のどこかに変異があるため、そのミスマッチ
によりハイブリッド体形成量が少なく、それを反映して
蛍光標識からの蛍光強度が弱くなっていると考えられ
る。蛍光が観察されなかった検体試料では、ハイブリッ
ド体形成が起こっていないことから、それに含まれるp
53cDNA断片では、前記アミノ酸配列248及び2
49番目をコードすべき塩基配列中に欠失が生じている
結果、ハイブリッド体形成ができなくなったと考えられ
る。
This means that the p53 gene products (p53 gene products)
Since there is a mutation in the base sequence corresponding to the 248th and 249th amino acid sequences of the protein), the amount of hybrid formation is small due to the mismatch, and the fluorescence intensity from the fluorescent label is weakened to reflect this. Conceivable. In the sample sample in which no fluorescence was observed, since no hybrid was formed, p
In the 53 cDNA fragment, the amino acid sequences 248 and 2
It is considered that the deletion occurred in the nucleotide sequence encoding the 49th position, resulting in the inability to form a hybrid.

【0136】(実施例3) 多種オリゴヌクレオチドを固定したプローブ・マトリク
ス検出用基板上への、検体試料のアレイ状スポットの作
製 1.64種プローブ・マトリクスの作製 実施例1と同様な処理を行い、マレイミド基を有するガ
ラス基板を作製した。その上に、実施例1と同様のバブ
ルジェット・プリンター・ヘッドを利用して、表1にそ
の塩基配列を示す64種のDNAを、それぞれ2mm角
の面積にプリント(塗布)し、64種のプローブDNA
が固定される区画がマトリクス状に配置された検出用基
板を調製した。
(Example 3) Preparation of array-like spots of specimen samples on a probe / matrix detection substrate on which various kinds of oligonucleotides were fixed 1. Preparation of 64 kinds of probe matrices The same treatment as in Example 1 was performed. A glass substrate having a maleimide group was prepared. Further, using the same bubble jet printer head as in Example 1, 64 types of DNAs whose base sequences are shown in Table 1 were printed (coated) on an area of 2 mm square, and 64 types of DNAs were printed. Probe DNA
A substrate for detection was prepared in which the sections where are fixed were arranged in a matrix.

【0137】表1にその塩基配列を示す64種のDNA
は、癌抑制遺伝子であるp53遺伝子の遺伝子産物(p
53蛋白質)のアミノ酸配列248及び249番目に注
目し、この2アミノ酸をコードする塩基配列を基に、種
々の塩基変異が加わった配列となるように選ばれた。具
体的には、基となる塩基配列CGGAGGの中で変異頻
度が高いのは、248番目のアミノ酸をコードするCG
Gの1番目のCがTに、2番目のAがGに、そして24
8番目のアミノ酸をコードするAGGの3番目のGがT
に、それぞれ変異している場合であることが知られてい
る。そこで、この3カ所の塩基が種々に変異した塩基配
列と結合可能な配列を有するように、64種のプローブ
を設計した。
Table 1 shows 64 types of DNAs whose base sequences are shown.
Is the gene product of the p53 gene, a tumor suppressor gene (p
Attention was paid to the amino acid sequences 248 and 249 of (53 protein), and based on the base sequence encoding these two amino acids, a sequence was selected so that various base mutations were added. Specifically, in the base sequence CGGAG which is a base, the mutation frequency is high because the CG encoding the 248th amino acid is high.
The first C of G is T, the second A is G, and 24
The third G of AGG encoding the eighth amino acid is T
It is known that each of them is mutated. Therefore, 64 types of probes were designed so that these three bases had sequences that could bind to variously mutated base sequences.

【0138】実際には、プローブ全長を18merと
し、その中央にこの変異を含む6塩基を位置させ、その
前後に、各塩基長6の共通な塩基配列を置く構造とし
た。より具体的には、5’末端から、ATGAACの共
通塩基配列、続く変異を含む部分として、塩基配列NN
GAGN、さらに、3’末端側に、CCCATCの共通
塩基配列を有する、配列 5’ATGAACNNGAG
NCCCATC3’ に対する相補的な塩基配列とし
た。つまり、配列 5’GATGGGNCTCNNGT
TCAT3’で示されるプローブとした。なお、DNA
プローブとするため、前記塩基配列中、Nと表記した部
位は、4種のDNA核酸塩基であるA、G、C、Tの何
れかを意味する。
In practice, the probe had a total length of 18 mer, 6 bases containing this mutation were located at the center, and a common base sequence of each base length 6 was placed before and after that. More specifically, from the 5 'end, the common base sequence of ATGAAC, and the base sequence NN
GAGN, further having a common base sequence of CCCATC on the 3 ′ end side, 5′ATGAACNGNGAG
The nucleotide sequence was complementary to NCCCATC3 '. That is, the sequence 5′GATGGGNCCTCNNGT
The probe was designated as TCAT3 '. In addition, DNA
In order to use it as a probe, the site denoted by N in the above nucleotide sequence means any of the four DNA nucleobases A, G, C and T.

【0139】[0139]

【表1】 [Table 1]

【0140】次に、この64種のDNAのそれぞれを、
グリセリン、尿素、及びチオジグリコールをそれぞれ最
終濃度7.5%、アセチレノールEHを最終濃度1%含
む8μMの溶液に調製した。実施例2と同様に、BJプ
リンター用ヘッドBC62(キヤノン社製)を利用し、
その6個のノズルのそれぞれに異なるDNAプローブ溶
液を各100μlずつ充填し、このような複数個のヘッ
ドを用いて、計64種類のDNAプローブを、各2mm
角の区画に「べた塗り」塗布、固定し、マトリクス(8
×8)状に配置した検出用基板とした。図2に、検出用
基板上にマトリクス(8×8)状に配置した、この64
種DNAプローブの配置図を示す。
Next, each of these 64 types of DNA was
Glycerin, urea, and thiodiglycol were each prepared as an 8 μM solution containing 7.5% final concentration and acetylenol EH at 1% final concentration. In the same manner as in the second embodiment, using a BJ printer head BC62 (manufactured by Canon Inc.),
Each of the six nozzles was filled with 100 μl of a different DNA probe solution, and using such a plurality of heads, a total of 64 types of DNA probes were placed at 2 mm each.
Apply “solid paint” to the corner sections, fix, and apply the matrix (8
× 8). In FIG. 2, the 64 pixels arranged in a matrix (8 × 8) on the detection substrate are shown.
The arrangement | sequence drawing of a seed DNA probe is shown.

【0141】2.検体試料のアレイ状スポットの作製 実施例2と同様に、64種類の標識cDNAを、各2m
m角のプローブ固定領域に、8×8の二次元アレイ状に
スポットした。具体的には、ピン方式アレイ作製装置を
用いて、図3に模式的に示すように、8×8の二次元ア
レイ状のスポットを、マトリクス(8×8)状に配置さ
れている各DNAプローブを固定する区画上に形成し
た。
[0141] 2. Preparation of array-shaped spots of specimen samples As in Example 2, 64 types of labeled cDNAs were collected at 2 m each.
An 8 × 8 two-dimensional array was spotted on the m-angle probe fixing region. Specifically, as shown schematically in FIG. 3, spots in an 8 × 8 two-dimensional array are formed using a pin-type array manufacturing apparatus, and each DNA arranged in a matrix (8 × 8) It was formed on the compartment where the probe was fixed.

【0142】3.ハイブリダイゼーション反応 ハイブリダイゼーション反応を、実施例2と同様な条
件、手順によりを行った。図4にその結果を示す。図2
に示す配置において、42番の正常な遺伝子の塩基配列
に対応するプローブ上へのスポットに関しては、実施例
2と同様に6カ所のスポットで蛍光強度が弱かった。ま
た1カ所のスポットでは、蛍光が観察されなかった。こ
れ以外に、10番目のプローブ領域において3カ所、4
1番目のプローブ領域において2カ所、46番のプロー
ブ領域において1カ所、それぞれスポットが蛍光を発す
ることが観察された。
3. Hybridization reaction The hybridization reaction was performed under the same conditions and procedures as in Example 2. FIG. 4 shows the result. FIG.
In the arrangement shown in (2), as for the spot on the probe corresponding to the base sequence of the No. 42 normal gene, the fluorescence intensity was weak at six spots as in Example 2. In one spot, no fluorescence was observed. In addition, three places in the tenth probe region,
It was observed that each of the spots emitted fluorescence at two locations in the first probe area and one spot in the 46th probe area.

【0143】これら変異のある塩基配列を有するプロー
ブ領域において、ハイブリッド体形成に伴う蛍光が観測
されたスポット位置は、上記42番目の本来の塩基配列
を有するプローブ領域において、蛍光強度が弱いスポッ
ト位置と対応していた。従って、両者間でそのプローブ
の塩基配列を比較すると、42番目のプローブが有する
本来の塩基配列 CCTCCG に対して、10番目のプロー
ブの塩基配列は ACTCCG 、41番目のプローブの塩基
配列は CCTCCA 、46番目のプローブの塩基配列は
CCTCTG である。その相補的配列は、42番目のCGG
AGGに対して、10番目ではCGGAGTとGがT
に、41番目ではTGGAGGとCがTに、46番目で
はCAGAGGとGがAに、それぞれ変異したものであ
ることが判る。すなわち、これら10番目、41番目、
46番目のプローブとハイブリッド体形成する検体試料
においては、それに含まれるp53遺伝子由来のcDN
A断片は、前記の変異によって、42番目のプローブに
対しては1塩基ミスマッチを起こしていることが確認さ
れた。
In the probe region having the mutated base sequence, the spot position where the fluorescence associated with the formation of the hybrid was observed was the same as the spot position where the fluorescence intensity was weak in the 42nd probe region having the original base sequence. Was compatible. Therefore, comparing the base sequence of the probe between them, the base sequence of the 10th probe is ACTCCG, the base sequence of the 41st probe is CCTCCA, The base sequence of the probe is
CCTCTG. Its complementary sequence is the 42nd CGG
At the 10th, CGGAG and G are T
It can be seen that TGGAGGG and C are mutated to T at the 41st, and CAGAGG and G are mutated to A at the 46th. That is, these 10th, 41st,
In the specimen sample that forms a hybrid with the 46th probe, the cDN derived from the p53 gene contained therein
It was confirmed that the A fragment had a one-base mismatch with the 42nd probe due to the above mutation.

【0144】この方法により、64種の検体試料全てに
ついて、変異の有無、その種類を同時に検出することが
できた。
According to this method, the presence or absence of the mutation and the type of the mutation can be simultaneously detected in all of the 64 types of sample samples.

【0145】(実施例4) パターンで区分けされたプローブ・マトリクス用基板の
作製 以下の手順により、表面にエポキシ基が導入され、ま
た、プローブ・マトリクス用ブラック・マトリクス付き
ガラス基板を調製した。
Example 4 Production of Probe Matrix Substrates Separated by Patterns A glass substrate having a black matrix for probe matrices having an epoxy group introduced on the surface was prepared by the following procedure.

【0146】1.基板表面へのエポキシ基導入 合成石英からなるガラス基板(50mm×50mm)
を、先ず、2%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1%含有する50%メタノール水溶液を室
温下で3時間攪拌し、前記シラン化合物中のメトキシ基
を加水分解する前処理を施した。この加水分解処理済み
の溶液を、上記の清浄な基板表面にスピンコーターで塗
布し、100度で5分間加熱、乾燥して、基板表面にシ
ランカップリング剤の結合被膜を形成した。この被膜形
成により、シラン化合物に含まれるエポキシ基が基板表
面に導入された。
1. Introduction of epoxy group to substrate surface Glass substrate made of synthetic quartz (50 mm x 50 mm)
Was first ultrasonically cleaned using a 2% aqueous sodium hydroxide solution, and then subjected to UV ozone treatment to clean the surface. A 50% aqueous methanol solution containing 1% 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. The mixture was stirred for 3 hours and subjected to a pretreatment for hydrolyzing the methoxy group in the silane compound. This hydrolyzed solution was applied to the clean substrate surface by a spin coater, heated at 100 ° C. for 5 minutes, and dried to form a silane coupling agent binding film on the substrate surface. By this film formation, the epoxy group contained in the silane compound was introduced to the substrate surface.

【0147】2.ブラック・マトリクスの形成 次に、基板上に、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;新日鐡化学株式会社
製)を硬化後の膜厚が5μmとなるようにスピンコータ
ーで塗布し、ホットプレート上で80℃で5分間加熱し
て硬化させた。DEEP−UV露光装置を用いたプロキ
シミティ露光により、露光マスクとして、10mm×1
0mmの領域に、隣接ウェル間の距離(X)が100μ
m、ウェルの外形状が1mm×1mmの正方形となるよ
うにパターニングされたネガ用マスクを用いて、パター
ンを露光した。次いで、無機アルカリ水溶液の現像液
で、スピン乾燥機を用いて現像し、さらに純水で洗浄し
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180℃
で30分間加熱してレジストを本硬化させた。基板全体
として、所定の配列でウェルが400個配置され、隣接
するウェル間がブラック・マトリクス(レジスト壁)で
隔離された基板を得た。なお、各ウェルの内容積は液の
厚みを5μmとすると、5μlと算定される。また、作
製されたブラック・マトリクスの表面では、水に対する
接触角は93度であり、水に対する濡れ性は著しく低
く、一方、ウェル底面においては、水に対する接触角は
35度であり、水に対する濡れ性に優れていた。
[0147] 2. Formation of Black Matrix Next, on a substrate, DEEP containing carbon black
-Apply a UV resist (a negative resist for black matrix) (trade name: BK-739P; manufactured by Nippon Steel Chemical Co., Ltd.) using a spin coater so that the film thickness after curing becomes 5 μm, and place on a hot plate. The composition was cured by heating at 80 ° C. for 5 minutes. By proximity exposure using a DEEP-UV exposure apparatus, an exposure mask of 10 mm × 1
In the area of 0 mm, the distance (X) between adjacent wells is 100 μm.
m, the pattern was exposed using a negative mask patterned so that the outer shape of the well was a square of 1 mm × 1 mm. Next, development was performed with a developer of an aqueous inorganic alkali solution using a spin drier, and further, washing with pure water was performed to completely remove the developer. Next, it is easily dried using a spin drier, and then 180 ° C. in a clean oven.
For 30 minutes to fully cure the resist. As a whole substrate, 400 wells were arranged in a predetermined arrangement, and a substrate in which adjacent wells were separated by a black matrix (resist wall) was obtained. The inner volume of each well is calculated to be 5 μl when the thickness of the liquid is 5 μm. On the surface of the prepared black matrix, the contact angle with water is 93 degrees, and the wettability with water is extremely low. On the other hand, the contact angle with water is 35 degrees at the bottom of the well, and the wettability with water is low. It was excellent.

【0148】3.プローブDNAの固定化 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18merのオ
リゴヌクレオチド64種を合成した。この64種のプロ
ーブは、塩基配列は実施例3で作製したものと同じであ
り、その5’末端にチオール基に代えて、アミノ基が導
入されている点が異なる。
[0148] 3. Immobilization of Probe DNA As a DNA probe, 64 types of 18-mer oligonucleotides in which a hydroxyl group at the 5 'end was linked to an amino group via a phosphate group and hexamethylene were synthesized. The base sequences of these 64 types of probes are the same as those prepared in Example 3, except that an amino group is introduced at the 5 'end in place of a thiol group.

【0149】これらのDNAプローブ溶液5μlを顕微
鏡下で各ウェルに注入し、加湿されたチヤンバー内で一
晩放置し、5’末端のアミノ基と基板上のエポキシ基と
の反応により、基板上に結合させた。
5 μl of each of these DNA probe solutions was injected into each well under a microscope, left overnight in a humidified chamber, and allowed to react on the 5′-terminal amino group with the epoxy group on the substrate. Combined.

【0150】(実施例5) 実施例4で作製したパターンで区分けされたプローブ・
マトリクス基板を用いた、mRNAから調製されたp5
3遺伝子由来のcDNAの解析 実施例2と同様に、64種類の標識cDNAを8×8の
スポットの並びとして各2mm角のプローブ領域にピン
方式アレイ作製装置により図3のようにスポットした。
(Embodiment 5) Probes divided by the pattern prepared in Embodiment 4
P5 prepared from mRNA using matrix substrate
Analysis of cDNAs Derived from Three Genes As in Example 2, 64 types of labeled cDNAs were spotted on a probe area of 2 mm square as shown in FIG.

【0151】実施例2と同様な方法によりハイブリダイ
ゼーション反応を行った。
A hybridization reaction was performed in the same manner as in Example 2.

【0152】得られた結果は実施例3と同様であった。The results obtained were the same as in Example 3.

【0153】[0153]

【発明の効果】本発明の検体試料中の対象成分の検出方
法では、検出用プローブとして、その塩基配列が既知の
オリゴヌクレオチドを用いて、このオリゴヌクレオチド
と結合能を有する対象成分、例えば、核酸分子を検出す
る際、表面の所定の区画に検出用プローブとなるオリゴ
ヌクレオチドを固定し、その検出用プローブが固定され
た区画をマトリクス状に配置した検出用基板を利用し、
対象成分、例えば、核酸分子を含む検体試料の溶液を複
数種について、各区画上に検体試料を一定の液量スポッ
ト状に載せ、そのスポット位置がアレイ状に整然と配列
するようにし、各スポットの微小液滴内でハイブリダイ
ゼーション反応を行い、プローブのオリゴヌクレオチド
と対象成分、例えば、核酸分子との複合体を形成する。
最終的に、然るべき標識を利用して、この複合体を顕微
検出系などでスポット位置を選択しつつ検出する手法を
採用することにより、多数の検出用プローブに対するハ
イブリダイゼーション能を評価する際に要する検体試料
の液量を僅かなものとできる利点を有する。
According to the method for detecting a target component in a specimen sample of the present invention, an oligonucleotide having a known base sequence is used as a detection probe, and a target component having a binding ability to the oligonucleotide, for example, a nucleic acid, is used. When detecting a molecule, an oligonucleotide serving as a detection probe is fixed to a predetermined section on the surface, and a detection substrate in which the sections to which the detection probe is fixed is arranged in a matrix is used,
For the target component, for example, a plurality of types of solution of the sample containing the nucleic acid molecule, the sample is placed in a fixed volume spot on each section, and the spot positions are arranged in an orderly manner in an array. A hybridization reaction is performed in the microdroplet to form a complex of the probe oligonucleotide and a target component, for example, a nucleic acid molecule.
Finally, it is necessary to evaluate the hybridization ability to a large number of detection probes by employing a method of detecting the complex by selecting a spot position using a microscopic detection system or the like using an appropriate label. This has the advantage that the liquid volume of the sample can be reduced.

【0154】加えて、要する液量は僅かであっても、そ
の検出精度、また、感度自体も、十分に高くなるという
効果が得られる。更には、多数の検体試料に対して、検
出用基板上にマトリクス状に配置されている複数種の検
出用プローブについて、一度に同じ条件で、ハイブリダ
イゼーション反応を行うことができる利点を活かし、検
出に用いるプローブの種類が限定されている際に、大面
積の検出用基板を用いて本発明の検出方法を適用する
と、各試料液量自体は少なくとも、より多数の検体試料
についての評価を、検出精度は維持しつつ、短時間で、
また、簡便に実施することを可能とする。
In addition, even if the required liquid volume is small, the effect of sufficiently increasing the detection accuracy and the sensitivity itself can be obtained. Furthermore, for a large number of sample samples, a plurality of types of detection probes arranged in a matrix on a detection substrate can be used at the same time under the same conditions to perform a hybridization reaction. When the type of probe used is limited and the detection method of the present invention is applied using a large-area detection substrate, the amount of each sample solution itself is at least the evaluation of a larger number of sample samples. While maintaining accuracy, in a short time,
In addition, it can be easily implemented.

【0155】また、前記の構成をとる本発明の検出方法
に専ら利用される、本発明の検出用基板は、ハイブリダ
イゼーション反応自体は、基板上にスポットされた微少
な液滴内で行うため、検体試料自体の液量に関しては、
全く考慮を払うことなく、その基板サイズを任意に選択
することができる利点がある。
The detection substrate of the present invention, which is exclusively used for the detection method of the present invention having the above-described structure, is characterized in that the hybridization reaction itself is carried out in a fine droplet spotted on the substrate. Regarding the liquid volume of the sample sample itself,
There is an advantage that the substrate size can be arbitrarily selected without any consideration.

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

【図1】本発明の検体試料中の対象成分の検出方法に利
用される検出用基板の一例を示し、検出用プローブとな
るオリゴヌクレオチドを固定する区画をマトリクス状に
配置し、その各区画に検体試料として、cDNA複数を二
次元アレイ状にスポットした状態を模式的に示す図であ
る。
FIG. 1 shows an example of a detection substrate used in the method for detecting a target component in a specimen sample according to the present invention, in which sections for fixing oligonucleotides serving as detection probes are arranged in a matrix, and FIG. 3 is a diagram schematically illustrating a state where a plurality of cDNAs are spotted in a two-dimensional array as a specimen sample.

【図2】本発明の検出方法に従い、64種のDNAプロ
ーブを8×8のマトリクス状に配置した区画にそれぞれ
結合している、実施例3にその調製法を記載する検出用
基板における各プローブの配置を模式的に説明する図で
ある。
FIG. 2 shows each probe on a detection substrate described in Example 3 in which 64 types of DNA probes are respectively bound to sections arranged in an 8 × 8 matrix according to the detection method of the present invention. It is a figure which illustrates typically arrangement | positioning.

【図3】プローブが固定される区画が8×8のマトリク
ス状に配置される検出用基板に対して、各区画上に、6
4種の検体試料を8×8の二次元アレイ状にスポットし
た、総計64×64のスポット・アレイのパターンを模
式的に示す図である。
FIG. 3 shows a detection substrate on which sections to which probes are fixed are arranged in an 8 × 8 matrix, and 6 sections on each section.
It is a figure which shows typically the pattern of the spot array of a total of 64x64 which spotted 4 types of sample samples in the form of a 2x8 two-dimensional array.

【図4】実施例3に記載する、8×8のマトリクス状に
配置される区画に固定される64種のプローブに対し
て、各区画上に、64種の検体試料を8×8の二次元ア
レイ状にスポットし、ハイブリダイゼーション反応を行
った結果を模式的に示す図である。
FIG. 4 shows 64 types of sample specimens fixed on 8 × 8 matrix arranged in an 8 × 8 matrix described in Example 3 and 64 types of specimen samples on each section. It is a figure which shows typically the result of having carried out the hybridization reaction which spotted on the dimension array.

【図5】本発明の検出用基板上に設ける枠構造の疎水性
のwall(壁面)部で区分され、8×8のマトリクス
状に配置する区画の構成例を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of the configuration of a section divided by a hydrophobic wall (wall surface) of a frame structure provided on a detection substrate of the present invention and arranged in an 8 × 8 matrix.

【図6】本発明の検出方法において、検体試料溶液のス
ポットに利用される手段の一例である、インクジェット
法、特にバブルジェット法により検体溶液を吐出する方
法を概略的に説明する図である。
FIG. 6 is a diagram schematically illustrating a method of discharging a sample solution by an inkjet method, particularly a bubble jet method, which is an example of a unit used for spotting a sample sample solution in the detection method of the present invention.

【図7】検体試料溶液のスポットに利用されるバブルジ
ェット・ヘッドの構成例を模式的に示す図である。
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a bubble jet head used for spots of a specimen sample solution.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 液体供給系(ノズル) 103 固相(基板) 105 バブルジェット・ヘッド 104 吐出された液体(液適) 107 吐出液体 109 保護膜 111−1,111−2 電極 113 発熱抵抗帯層 115 蓄熱層 116 支持帯 117 バブルジェット・ヘッドの基板部分 119 吐出オリフイス(吐出口) 121 メニスカス DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Liquid supply system (nozzle) 103 Solid phase (substrate) 105 Bubble jet head 104 Discharged liquid (suitable for liquid) 107 Discharged liquid 109 Protective film 111-1, 111-2 Electrode 113 Heat generation resistance band layer 115 Heat storage layer 116 Support belt 117 Substrate part of bubble jet head 119 Discharge orifice (discharge port) 121 Meniscus

───────────────────────────────────────────────────── 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 33/53 G01N 33/566 33/566 35/02 F 35/02 37/00 102 35/10 C12N 15/00 ZNAA 37/00 102 G01N 35/06 A (72)発明者 鈴木 智博 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 清水 英 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2G042 AA01 BD19 2G058 CC02 CC08 CF12 EA11 EB00 EB19 ED02 ED17 GA02 4B024 AA11 AA19 AA20 CA01 CA04 CA09 CA12 HA12 4B029 AA07 AA23 BB20 FA15 4B063 QA01 QQ02 QQ42 QR32 QR35 QR55 QR62 QR84 QS25 QS34 QX02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) G01N 33/53 G01N 33/566 33/566 35/02 F 35/02 37/00 102 35/10 C12N 15 / 00 ZNAA 37/00 102 G01N 35/06 A (72) Inventor Tomohiro Suzuki 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo Inside Canon Inc. (72) Inventor Ei Shimizu 3-30 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo No.2 Canon Inc. F-term (reference) 2G042 AA01 BD19 2G058 CC02 CC08 CF12 EA11 EB00 EB19 ED02 ED17 GA02 4B024 AA11 AA19 AA20 CA01 CA04 CA09 CA12 HA12 4B029 AA07 AA23 BB20 FA15 4B06QR QR2 QS34 QX02

Claims (42)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 塩基配列が既知のオリゴヌクレオチドを
検出用プローブとして用い、液状の検体試料中に、前記
オリゴヌクレオチドに対する結合能を有する対象成分が
含有されるか否か、あるいは、その結合能の強弱を評価
するため、前記オリゴヌクレオチドと対象成分との間で
形成される複合体を検出する方法であって、 検出用プローブとして用いる、前記塩基配列が既知のオ
リゴヌクレオチドが、少なくとも一種以上であり、 また、評価の対象となる検体試料が少なくとも二種以上
であり、 前記一種以上の検出用プローブ用オリゴヌクレオチド
が、所定の固相基板上、それぞれ所定の区画に予め結合
してなる検出用基板を用い、 前記検出用プローブ用オリゴヌクレオチドが予め結合さ
れている各区画内に、前記二種以上の検体試料それぞれ
について、スポット位置が規定のアレイ形状をなすよう
に、各スポット毎に所定の試料液量を複数個スポットす
る工程と、 各検体試料に対する前記複数個のスポットについて、そ
れぞれ前記オリゴヌクレオチドと対象成分との間で形成
される複合体の有無を検出する工程と、 前記検出結果に基づき、前記オリゴヌクレオチドに対す
る結合能を有する対象成分が含有されるか否か、あるい
は、その結合能の強弱を判定する工程とを含むことを特
徴とする検体試料中の対象成分の検出方法。
1. An oligonucleotide having a known base sequence is used as a detection probe, and whether or not a target component having a binding ability to the oligonucleotide is contained in a liquid specimen sample, A method for detecting a complex formed between the oligonucleotide and a target component for evaluating the strength, wherein the oligonucleotide whose base sequence is known is at least one or more used as a detection probe. Further, at least two or more types of specimen samples to be evaluated, and a detection substrate comprising the one or more detection probe oligonucleotides previously bound to predetermined sections on a predetermined solid-phase substrate, respectively. In each compartment to which the oligonucleotide for the detection probe is previously bound, the two or more sample samples A step of spotting a plurality of predetermined sample liquid volumes for each spot so that the spot positions form a prescribed array shape; and for each of the plurality of spots for each specimen sample, the oligonucleotide and the target component. Detecting the presence or absence of the complex formed between the target component and the target component having the binding ability to the oligonucleotide based on the detection result, or determining the strength of the binding ability A method of detecting a target component in a sample sample.
【請求項2】 検出用基板上の所定区画に結合している
前記オリゴヌクレオチドの有する、既知の塩基配列の長
さが2〜100塩基長であることを特徴とする請求項1
に記載の検出方法。
2. The oligonucleotide according to claim 1, wherein the known nucleotide sequence of the oligonucleotide bound to a predetermined section on the detection substrate has a length of 2 to 100 bases.
The detection method described in 1.
【請求項3】 評価の対象となる前記液状の検体試料
が、それぞれ塩基配列未知の核酸を少なくとも一種含む
溶液であり、 各検体試料について、前記オリゴヌクレオチドそれぞれ
との間で複合体形成の有無を検出することにより、 前記検体試料に含有される塩基配列未知の核酸中に、そ
れぞれのオリゴヌクレオチドに対する結合能を有する対
象成分として、前記オリゴヌクレオチドそれぞれの既知
塩基配列に対し、相補性を有する塩基配列を有する核酸
分子が含まれるか否かを、その評価の目的とすることを
特徴とする請求項1に記載の検出方法。
3. The liquid sample sample to be evaluated is a solution containing at least one nucleic acid of unknown base sequence, and the presence or absence of complex formation between each of the sample samples and each of the oligonucleotides is determined. By detecting, in the nucleic acid of unknown base sequence contained in the specimen sample, as a target component having a binding ability to each oligonucleotide, a base sequence having complementarity to a known base sequence of each of the oligonucleotides The method according to claim 1, wherein the purpose of the evaluation is to determine whether a nucleic acid molecule having the following is included.
【請求項4】 評価の対象となる前記液状の検体試料が
それぞれ含む前記核酸中に、生体組織から抽出したmR
NAのセットが含有されていることを特徴とする請求項
3に記載の検出方法。
4. The mR extracted from a biological tissue in the nucleic acid contained in each of the liquid sample samples to be evaluated.
The detection method according to claim 3, wherein a set of NAs is contained.
【請求項5】 評価の対象となる前記液状の検体試料が
それぞれ含む前記核酸中に、生体組織から抽出したmR
NAのセットを基に調製されたcDNAライブラリーが
含有されていることを特徴とする請求項3に記載の検出
方法。
5. The mR extracted from a biological tissue in the nucleic acid contained in each of the liquid sample samples to be evaluated.
4. The detection method according to claim 3, wherein the method comprises a cDNA library prepared based on a set of NAs.
【請求項6】 評価の対象となる前記液状の検体試料が
それぞれ含む前記核酸が、100〜5000塩基長の核
酸であることを特徴とする請求項3に記載の検出方法。
6. The detection method according to claim 3, wherein the nucleic acid contained in each of the liquid sample samples to be evaluated is a nucleic acid having a length of 100 to 5,000 bases.
【請求項7】 評価の対象となる前記液状の検体試料
が、それぞれ互いに異なる蛋白質少なくとも一種を含む
溶液であることを特徴とする請求項1に記載の検出方
法。
7. The detection method according to claim 1, wherein the liquid sample to be evaluated is a solution containing at least one protein different from each other.
【請求項8】 評価の対象となる前記液状の検体試料
が、それぞれ互いに異なる化学物質少なくとも一種を含
む溶液であることを特徴とする請求項1に記載の検出方
法。
8. The detection method according to claim 1, wherein the liquid sample to be evaluated is a solution containing at least one different chemical substance.
【請求項9】 評価の対象となる前記液状の検体試料
が、それぞれ異なる生物種、組織、細胞からの抽出物で
あることを特徴とする請求項1に記載の検出方法。
9. The detection method according to claim 1, wherein the liquid sample samples to be evaluated are extracts from different biological species, tissues, and cells.
【請求項10】 検出用プローブに用いる前記オリゴヌ
クレオチドとして、それぞれ互いに異なる既知の塩基配
列を有する複数種を用い、それぞれが結合される区画が
基板上に複数個マトリクス状に配置されてなる検出用基
板を用いることを特徴とする請求項1に記載の検出方
法。
10. A detection probe comprising a plurality of oligonucleotides each having a different known base sequence, each of which is arranged in a matrix on a substrate, as the oligonucleotide used for the detection probe. The detection method according to claim 1, wherein a substrate is used.
【請求項11】 互いに異なる既知の塩基配列を有する
前記オリゴヌクレオチド複数種が結合される区画が構成
するマトリクスは、 そのマトリクスを構成する各区画は等しい面積を有し、 マトリクスの区画の配置密度を400/cm2以下とす
ることを特徴とする請求項10に記載の検出方法。
11. A matrix constituted by sections to which a plurality of types of oligonucleotides having mutually different known base sequences are bound, wherein the sections constituting the matrix have the same area, and the arrangement density of the sections of the matrix is reduced. The detection method according to claim 10, wherein the pressure is 400 / cm 2 or less.
【請求項12】 互いに異なる既知の塩基配列を有する
前記オリゴヌクレオチド複数種が結合される各区画に対
して、 前記二種以上の検体試料について、それぞれのスポット
位置が同じ配置となるようにアレイ形状にスポットする
ことを特徴とする請求項10に記載の検出方法。
12. An array shape such that spots of the two or more kinds of sample samples are arranged in the same manner with respect to each section to which the plurality of kinds of oligonucleotides having different known base sequences are bonded to each other. The detection method according to claim 10, wherein the spot is spotted.
【請求項13】 検出用基板に用いる前記固相基板がガ
ラスであることを特微とする請求項1に記載の検出方
法。
13. The detection method according to claim 1, wherein the solid phase substrate used for the detection substrate is glass.
【請求項14】 検出用基板上への前記オリゴヌクレオ
チドの固定が、共有結合によりなされていることを特微
とする請求項1に記載の検出方法。
14. The detection method according to claim 1, wherein the oligonucleotide is immobilized on a detection substrate by a covalent bond.
【請求項15】 検出用基板上への前記オリゴヌクレオ
チドの固定が、 前記固相基板に用いるガラス基板表面に導入したマレイ
ミド基と、 前記オリゴヌクレオチドがその分子内に有するチオール
基(−SH)との化学反応により形成される共有結合に
よりなされていることを特徴とする請求項14に記載の
検出方法。
15. The method according to claim 15, wherein the oligonucleotide is immobilized on a detection substrate by a maleimide group introduced on the surface of a glass substrate used for the solid-phase substrate, and a thiol group (—SH) contained in the molecule of the oligonucleotide. 15. The detection method according to claim 14, wherein the detection is performed by a covalent bond formed by the chemical reaction of the above.
【請求項16】 ガラス基板表面に導入される前記マレ
イミド基は、 先ず、ガラス表面にアミノ基を導入し、 そのアミノ基にスクシイミジル−4−(マレイミドフェ
ニル)ブチレートを反応させて導入することを特徴とす
る請求項15に記載の検出方法。
16. The maleimide group introduced on the surface of the glass substrate is obtained by first introducing an amino group on the glass surface and reacting the amino group with succiimidyl-4- (maleimidophenyl) butyrate. The detection method according to claim 15, wherein
【請求項17】 検出用基板上への前記オリゴヌクレオ
チドの固定が、 前記固相基板に用いるガラス基板表面に導入したエポキ
シ基と、 前記オリゴヌクレオチドがその分子内に有するアミノ基
との化学反応により形成される共有結合によりなされて
いることを特徴とする請求項14に記載の検出方法。
17. The immobilization of the oligonucleotide on the detection substrate is performed by a chemical reaction between an epoxy group introduced on the surface of the glass substrate used for the solid-phase substrate and an amino group contained in the molecule of the oligonucleotide. The detection method according to claim 14, wherein the detection is performed by a covalent bond formed.
【請求項18】 基板表面は予めマトリクス状に区画さ
れていて、 この予め形成されているマトリクス状の区画に、異なる
複数種の塩基配列の既知なオリゴヌクレオチドがそれぞ
れ予め結合されている検出用基板を用いることを特徴と
する請求項1に記載の検出方法。
18. A detection substrate in which the substrate surface is previously partitioned in a matrix, and known oligonucleotides having a plurality of different base sequences are respectively preliminarily bound to the previously formed matrix-shaped partition. The detection method according to claim 1, wherein the detection method is used.
【請求項19】 基板表面に予め形成されている前記マ
トリクス状の区画は、 各区画相互は、疎水性のwall(壁面)部で区分さ
れ、各区画の底面部分は親水性であることを特徴とする
請求項18に記載の検出方法。
19. The matrix-shaped sections pre-formed on the substrate surface are characterized in that each section is separated by a hydrophobic wall (wall surface), and the bottom surface of each section is hydrophilic. The detection method according to claim 18, wherein:
【請求項20】 各区画相互を区分する前記wall
(壁面)部の厚さが、1〜20μmであることを特徴と
する請求項19に記載の検出方法。
20. The wall for partitioning each section from each other.
The detection method according to claim 19, wherein the thickness of the (wall) portion is 1 to 20 m.
【請求項21】 前記検出用プローブ用オリゴヌクレオ
チドが予め結合されている各区画内に、 前記二種以上の検体試料について、それぞれ形成する各
スポットの径が200μm以下であることを特徴とする
請求項1に記載の検出方法。
21. The method according to claim 21, wherein the spots formed in each of the compartments to which the oligonucleotide for the detection probe is previously bound are 200 μm or less for each of the two or more types of specimen samples. Item 4. The detection method according to Item 1.
【請求項22】 前記検出用プローブ用オリゴヌクレオ
チドが予め結合されている各区画内に、 前記二種以上の検体試料について、形成するスポットの
面密度が400/cm 2以上であることを特微とする請
求項1に記載の検出方法。
22. The oligonucleotide for the detection probe
In each of the compartments to which the tides are pre-bound, the spots that form
Area density 400 / cm TwoIt is a special feature that
The detection method according to claim 1.
【請求項23】 前記二種以上の検体試料について、そ
れぞれ形成する各スポットに対する試料液の供給は、イ
ンクジェット法による所定液量の供給により行うことを
特徴とする請求項1に記載の検出方法。
23. The detection method according to claim 1, wherein the supply of the sample liquid to each spot formed with respect to each of the two or more kinds of sample samples is performed by supplying a predetermined liquid amount by an inkjet method.
【請求項24】 スポットに際して、インクジェット法
によりそれぞれ供給される前記二種以上の検体試料は、
それぞれ100〜5000塩基長の核酸を含む溶液であ
ることを特徴とする請求項23に記載の検出方法。
24. At the time of spotting, the two or more kinds of sample samples respectively supplied by an ink-jet method are:
The detection method according to claim 23, wherein each of the solutions is a solution containing a nucleic acid having a length of 100 to 5000 bases.
【請求項25】 インクジェット法によりそれぞれ供給
される前記二種以上の検体試料は、それぞれ含まれる核
酸の総濃度が0.05μM〜500μMであることを特
徴とする請求項24に記載の検出方法.
25. The method according to claim 24, wherein each of the two or more kinds of sample samples supplied by an ink-jet method has a total nucleic acid concentration of 0.05 μM to 500 μM.
【請求項26】 スポットに用いる前記インクジェット
法がバブルジェット(登録商標)法であることを特徴と
する請求項に24記載の検出方法。
26. The detection method according to claim 24, wherein the ink jet method used for spots is a bubble jet (registered trademark) method.
【請求項27】 検体試料のスポット形成は、 各検体試料溶液を保持する試料溶液貯蔵部位の液面に、
試料溶液採取用のピンを接触させて、前記ピンの先端に
試料溶液を付着させ、所定の液量を分取し、 次いで、前記ピン先端を基板表面に物理的に接触させ
て、前記分取された所定の液量を基板表面に転写するこ
とで供給することを特徴とする請求項1に記載の検出方
法。
27. Forming a spot of a sample sample on a liquid surface of a sample solution storage site holding each sample sample solution;
A sample solution sampling pin is brought into contact, a sample solution is attached to the tip of the pin, a predetermined amount of liquid is collected, and then the pin tip is brought into physical contact with the substrate surface, and the sample is collected. The detection method according to claim 1, wherein the supplied predetermined liquid amount is supplied by transferring the liquid amount to a substrate surface.
【請求項28】 検体試料のスポット形成は、 各検体試料溶液を供給する検体供給部から毛細管を利用
して吸入し、 試料溶液を吸入した前記毛細管の先端を基板表面に物理
的に接触させて、所定の液量を基板表面に転写すること
で供給することを特徴とする請求項1に記載の検出方
法。
28. The spot formation of a sample sample is performed by inhaling from a sample supply unit that supplies each sample sample solution using a capillary, and bringing the tip of the capillary into which the sample solution has been sucked into physical contact with the substrate surface. 2. The detection method according to claim 1, wherein a predetermined amount of the liquid is supplied by transferring the liquid to the surface of the substrate.
【請求項29】 固相基板上に、互いに異なる既知の塩
基配列を有するオリゴヌクレオチド複数種を固定した検
出用基板であって、 前記オリゴヌクレオチド複数種は、それぞれ、各一区画
にオリゴヌクレオチド一種類が存在するように、所定の
区画内に結合させて固定され、 オリゴヌクレオチドが固定されている前記区画複数が、
前記固相基板表面において、マトリクス状に配置されて
なることを特徴とする検出用基板。
29. A detection substrate in which a plurality of oligonucleotides having different known base sequences are immobilized on a solid-phase substrate, wherein each of the plurality of oligonucleotides has one kind of oligonucleotide in each compartment. The plurality of the compartments in which oligonucleotides are immobilized are fixed and bound in a predetermined compartment so that
A detection substrate, which is arranged in a matrix on the surface of the solid-phase substrate.
【請求項30】 所定の区画内に結合させる前記オリゴ
ヌクレオチド複数種は、それぞれが有する既知の塩基配
列は2〜60塩基長であることを特徴とする請求項29
に記載の検出用基板。
30. The plurality of types of oligonucleotides to be bound in a predetermined compartment, each of which has a known base sequence of 2 to 60 bases in length.
4. The detection substrate according to 1.
【請求項31】 固相基板表面にマトリクス状に配置さ
れる前記複数の区画は、 そのマトリクスの区画の配置密度を400/cm2以下
とされていることを特徴とする請求項29に記載の検出
用基板。
31. The method according to claim 29, wherein the plurality of sections arranged in a matrix on the surface of the solid substrate have an arrangement density of the sections of the matrix of 400 / cm 2 or less. Detection board.
【請求項32】 固相基板がガラス基板であることを特
徴とする請求項29に記載の検出用基板。
32. The detection substrate according to claim 29, wherein the solid phase substrate is a glass substrate.
【請求項33】 基板表面上への前記オリゴヌクレオチ
ドの固定が、共有結合によりなされていることを特微と
する請求項29に記載の検出用基板。
33. The detection substrate according to claim 29, wherein the oligonucleotide is immobilized on the substrate surface by a covalent bond.
【請求項34】 検出用基板上への前記オリゴヌクレオ
チドの固定が、 前記固相基板に用いるガラス基板表面に導入したマレイ
ミド基と、 前記オリゴヌクレオチドがその分子内に有するチオール
基との化学反応により形成される共有結合によりなされ
ていることを特徴とする請求項33に記載の検出用基
板。
34. The immobilization of the oligonucleotide on the detection substrate is performed by a chemical reaction between a maleimide group introduced on the surface of the glass substrate used as the solid-phase substrate and a thiol group contained in the molecule of the oligonucleotide. The detection substrate according to claim 33, wherein the detection substrate is formed by a covalent bond formed.
【請求項35】 ガラス基板表面に導入される前記マレ
イミド基は、 先ず、ガラス表面にアミノ基を導入し、 そのアミノ基にスクシイミジル−4−(マレイミドフェ
ニル)ブチレートを反応させて導入されていることを特
徴とする請求項34に記載の検出用基板。
35. The maleimide group introduced on the surface of the glass substrate, first, an amino group is introduced on the glass surface, and succiimidyl-4- (maleimidophenyl) butyrate is reacted with the amino group. 35. The detection substrate according to claim 34, wherein:
【請求項36】 検出用基板上への前記オリゴヌクレオ
チドの固定が、 前記固相基板に用いるガラス基板表面に導入したエポキ
シ基と、 前記オリゴヌクレオチドがその分子内に有するアミノ基
との化学反応により形成される共有結合によりなされて
いることを特徴とする請求項33に記載の検出用基板。
36. The fixing of the oligonucleotide on the detection substrate is performed by a chemical reaction between an epoxy group introduced on the surface of the glass substrate used for the solid-phase substrate and an amino group contained in the molecule of the oligonucleotide. The detection substrate according to claim 33, wherein the detection substrate is formed by a covalent bond formed.
【請求項37】 マトリクス状の各一区画にオリゴヌク
レオチド一種類が存在するようになされている、所定の
区画内へのオリゴヌクレオチド複数種それぞれの固定
は、 固相基板表面上に、前記オリゴヌクレオチド複数種をそ
れぞれ、インクジェット法によるプリンティングにより
所定の区画内へ供給してなされいることを特徴とする請
求項29に記載の検出用基板。
37. A method according to claim 37, wherein one kind of the oligonucleotide is present in each section of the matrix, and the plurality of kinds of oligonucleotides are fixed in a predetermined section. 30. The detection substrate according to claim 29, wherein each of the plurality of types is supplied into a predetermined section by printing by an inkjet method.
【請求項38】 予めマトリクス状に区分された複数の
区画を形成した固相基板表面において、 前記オリゴヌクレオチド複数種がそれぞれ、この予め形
成されているマトリクス状の区画に結合されていること
を特徴とする請求項29に記載の検出用基板。
38. A plurality of types of oligonucleotides are respectively bound to the previously formed matrix-shaped section on the surface of the solid-phase substrate on which a plurality of sections previously partitioned in a matrix are formed. 30. The detection substrate according to claim 29, wherein:
【請求項39】 基板表面に予め形成されている前記マ
トリクス状の区画は、 各区画相互は、疎水性のwall(壁面)部で区分さ
れ、各区画の底面部分は親水性であることを特徴とする
請求項38に記載の検出用基板。
39. The matrix-shaped section formed in advance on the substrate surface, wherein each section is separated by a hydrophobic wall (wall surface), and the bottom face of each section is hydrophilic. The detection substrate according to claim 38, wherein:
【請求項40】 各区画相互を区分する前記wall
(壁面)部の厚さが、1〜20μmであることを特徴と
する請求項39に記載の検出用基板。
40. The wall for partitioning each section from each other.
The detection substrate according to claim 39, wherein the thickness of the (wall surface) portion is 1 to 20 m.
【請求項41】 予め形成されている前記マトリクス状
の区画へのオリゴヌクレオチド複数種それぞれの固定
は、 前記オリゴヌクレオチド複数種をそれぞれ、インクジェ
ット法により前記区画の底面部分上にのみ供給してなさ
れいることを特徴とする請求項39に記載の検出用基
板。
41. The plural kinds of oligonucleotides are fixed to the matrix-shaped section which is formed in advance by supplying each of the plural kinds of oligonucleotides only to the bottom surface of the section by an ink-jet method. 40. The detection substrate according to claim 39, wherein:
【請求項42】 固相基板上に、互いに異なる既知の塩
基配列を有するオリゴヌクレオチド複数種を固定した検
出用基板を調製する方法であって、 前記固相基板に、その表面に予めマトリクス状に区分さ
れた複数の区画を形成された基板を用い、 前記オリゴヌクレオチド複数種をそれぞれ、各一区画に
オリゴヌクレオチド一種類が存在するように、インクジ
ェット法によるプリンティング手法により所定の区画内
に所定量を供給し、 その所定の区画内に、供給されたオリゴヌクレオチドを
固定することを特徴とする検出用基板の調製方法。
42. A method for preparing a detection substrate in which a plurality of types of oligonucleotides having different known base sequences are immobilized on a solid phase substrate, comprising: Using a substrate on which a plurality of partitioned sections are formed, each of the plurality of oligonucleotides is a predetermined amount in a predetermined section by a printing method using an inkjet method so that one kind of oligonucleotide is present in each section. A method for preparing a detection substrate, comprising supplying and fixing the supplied oligonucleotide in a predetermined compartment.
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