JP2002262854A - ハイブリダイゼーション器具 - Google Patents

ハイブリダイゼーション器具

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JP2002262854A
JP2002262854A JP2001062418A JP2001062418A JP2002262854A JP 2002262854 A JP2002262854 A JP 2002262854A JP 2001062418 A JP2001062418 A JP 2001062418A JP 2001062418 A JP2001062418 A JP 2001062418A JP 2002262854 A JP2002262854 A JP 2002262854A
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Keiichi Sato
恵一 佐藤
Toshiki Morita
敏樹 森田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 容易に確実にセットすることができて、か
つ、サンプル溶液の蒸発を少なくすることができるハイ
ブリダイゼーション器具を提供すること。 【解決手段】 シリコーンゴムを基体とするシート2
は、基板(図示せず)のDNAを固定する領域に対向す
る領域の表面を親水性にし、その周りの領域の表面を疎
水性にして、それぞれ親水性領域3及び疎水性領域4と
する。これにより密閉のためのケースやサンプル溶液の
蒸発を防止するための水を用いていないにもかかわら
ず、少ないサンプル溶液で長時間に及ぶハイブリダイゼ
ーション反応を安定して進めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サンプル生体高分
子とプローブ生体高分子とのハイブリダイゼーション反
応を利用してサンプル生体高分子に目的とする配列が存
在するか否かを分析するためのハイブリダイゼーション
器具に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から、生体内の分子を同定・分画す
るために、特に目的DNAの検出、あるいは遺伝子DN
Aの有無検出などのために、既知の配列をもつ核酸や蛋
白質をプローブとして蛍光物質で標識したサンプルDN
Aとハイブリダイズさせる方法が多く用いられている。
具体的には、スライドガラス上にプローブDNAを固定
した、DNAチップを用いて行う。まずプローブDNA
を固定したスライドグラスの上に、蛍光物質を標識した
サンプルDNAを含む溶液を滴下し、つぎにその上にカ
バーグラスをかぶせてハイブリダイズさせて、サンプル
DNAがプローブDNAに結合すると、サンプルDNA
はプローブDNAと一緒に固定されるので、スライドグ
ラスを洗浄した後に、固定されたサンプルDNAに標識
されている蛍光物質を光源からの励起光で励起し、発光
する蛍光を検出することでハイブリダイズしたサンプル
DNAを検出することができる。このハイブリダイゼー
ション反応を行うのに好適なハイブリダイゼーション器
具として、ハイブリダイゼーション反応恒温槽(商品
名:CHBIO)に用いられる専用カセットが知られて
いる(日立ソフトウエアエンジニアリング株式会社
製)。
【0003】図6は、従来のハイブリダイゼーション器
具の構成を示す図である。本器具は、ケース部21とト
レー一体型キャップ部22とを主な構成とする(挿入体
と被挿入体)。トレー一体型キャップ部22は、スライ
ドグラスを載せるためのトレー部24と、密閉度を高め
るためのシリコーンゴム等からなるパッキン25を有す
る。ケース部21とトレー一体型キャップ部22は、と
め具23により一体化でき、ケース部21とトレー一体
型キャップ部22とで密閉空間を形成するように構成さ
れている。図7は、一体化した状態のハイブリダイゼー
ション器具の概観を示す図である。図6と同じ部分には
同じ符号を付けてある。一体化した状態で実際の全体の
大きさは、94×41×13mm3である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】カバーグラスを載せる
のは少ないサンプル溶液で効率的なハイブリダイゼーシ
ョン反応をさせるためであるが、カバーグラスは極めて
薄くて軽く、スライドグラス上に滴下したサンプル溶液
の上にカバーグラスをかぶせて定位置に固設する作業は
経験と技術を要するものである。最悪の場合にはカバー
グラスを破損して貴重なサンプルを台無しにしてしまう
こともある。
【0005】また、上述のようにサンプル溶液は少量で
あり、ハイブリダイゼーション反応は比較的高温で行う
ので、サンプル溶液が蒸発してしまい、サンプル溶液が
蒸発して残った溶液中成分は、洗浄しても容易に流され
ずに残ってしまうため、解析する際に、ノイズとなって
現れてしまう。本発明は、上記問題点に鑑み、容易に確
実にセットすることができて、かつ、サンプル溶液の蒸
発を少なくすることができるハイブリダイゼーション器
具を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のハイブリダイゼ
ーション器具は、プローブ生体高分子が固定される基板
と重ね合わせたときに、前記プローブ生体高分子が固定
される領域と対向する領域の表面が親水性であり、その
周りの領域の表面が疎水性であるシートから成る。
【0007】また、本発明のハイブリダイゼーション器
具は、プローブ生体高分子が固定される基板と重ね合わ
せたときに、前記プローブ生体高分子が固定される領域
と対向する領域の表面がその周りの領域よりも窪んでい
るシートから成る。また、前記シートの前記窪んでいる
領域の表面が親水性であり、その周りの領域の表面が疎
水性であることで、窪んでいる領域中をサンプル溶液の
みで満たすことができる。また、前記シートの基材が前
記基板と親和性を有することで、両者が密着してサンプ
ル溶液を閉じ込める密閉度を高めることができる。
【0008】また、プローブ生体高分子が固定される基
板の基材は、ガラス、プラスチック、金属などがあり、
シートの基材は基板の基材によって適正なものを選択す
る必要がある。前記基板の基材がガラスであった場合、
シートの基材がシリコーンゴム製であることで、ガラス
との密着性があって、弾力性があって、疎水性で、生化
学活性があまりないために望ましい。
【0009】また、前記シートは前記基板よりもやや広
いことで、シートの端をつまむことができるので、はが
し易くなる。また、本発明のハイブリダイゼーション器
具は、プローブ生体高分子が固定されている基板と、上
述のシートとを備える。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら本
発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。図1
は、本発明の実施の形態1に係るハイブリダイゼーショ
ン器具の構成を示す図である。シリコーンゴムを基体と
するシート2は、基板(図示せず)上のDNA(一般的
には生体高分子)が固定されている領域に対向する領域
の表面を親水性にし、その周りの領域の表面を疎水性に
して、それぞれ親水性領域3及び疎水性領域4とする。
シート2の厚みは約1mmである。プローブ生体高分子
が固定される基板の基材は、ガラス、プラスチック、金
属などがある。一般的に基板として用いられているスラ
イドグラスは、日本規格が76×26mm2、米国規格
が3×1inch2(25.4mm2)、ヨーロッパ規格が2
5×75mm2である。一般にシリコーンゴムは疎水性
であり、ガラスは親水性である。
【0011】例として、シリコーンゴムを基材とするシ
ート2とスライドグラスを基材とする基板を用いてハイ
ブリダイゼーション反応を行う方法を説明する。 (1).シート2の親水性領域3にサンプル溶液をサンプル
溶液がやや盛り上がる程度に滴下する。この際に、親水
性領域3の周りが疎水性領域4であるため、サンプル溶
液は親水性領域3に選択的に載る。 (2).スライドグラスをDNAが固定されている側を下に
して静かにかぶせる。このとき、シリコーンゴムはガラ
スとの親和性がよいため、シリコーンゴムを基体として
いるシート2はスライドグラスと密着してサンプル溶液
を封じ込める。
【0012】(3).ハイブリダイゼーション反応させるた
めに比較的高い温度で恒温状態を保つ。このため反応が
進む過程でも、疎水性領域4に存在するわずかなサンプ
ル溶液が蒸発して、より密着性が高まり、より密閉度が
高まる。 (4).シート2をスライドグラスからはがす。この際に、
シート2とスライドグラスが密着している疎水性領域4
であっても、シリコーンゴム製のように弾力性のあるシ
ート2を用いることではがしやすい。また、親水性領域
3においてはサンプル溶液が残っているので、はがすと
いう意識も必要もないほど簡単にはがすことができる。
この際に、スライドグラスの大きさよりもシート2の大
きさを大きくしておくことでも、シート2の端をつまむ
ことができるので、はがし易くなる。 (5).その後、従来技術と同様に、スライドグラスを洗浄
し、励起光で励起し、発光する蛍光を検出する。
【0013】このようなハイブリダイゼーション反応を
行うことにより、密閉のためのケースやサンプル溶液の
蒸発を防止するための水を用いていないにもかかわら
ず、少ないサンプル溶液で長時間に及ぶハイブリダイゼ
ーション反応を安定して進めることができる。
【0014】図2は、本発明の実施の形態1に係るハイ
ブリダイゼーション器具を使用してハイブリダイゼーシ
ョン反応を行う装置の概観図である。この装置自体は従
来からあるものである。この装置を用いて次のようにハ
イブリダイゼーション反応を行うことができる。装置本
体11の上にシート12を敷いて、基板13を載せる。
上述のようにこれだけでも、よく密閉することができる
のであるが、さらに、パッキン14のついた装置ふた1
5をかぶせて恒温状態に保持してハイブリダイゼーショ
ン反応を行う。このようにハイブリダイゼーション反応
を行う装置は従来のものを用いることができる。
【0015】図3は、本発明の実施の形態1に係るハイ
ブリダイゼーション器具の製造方法を説明する図であ
る。ここでは、通常のシリコーンゴム製のシート2に光
触媒技術により所定の領域に選択的に親水性を付与する
ものを説明する。 (1). シリコーンゴム製のシート2の表面全体に光触媒
性半導体材料を含む薄膜を形成する。光触媒性半導体材
料は、TiO2、ZnO、SnO2、SrTiO3、WO3、Bi2O3、Fe2O3
らなる群から選ばれたものである(さらに詳細には、特
許第2756474号公報参照)。
【0016】(2).親水性領域3に相当する領域で選択的
に紫外線を透過するマスク1を介してシート2に紫外線
を照射して、形成されている光触媒性半導体材料の薄膜
の親水性領域3に紫外線を照射することで、親水性領域
3に形成されている光触媒性半導体材料の薄膜を親水性
に変える。シリコーンゴムは疎水性であり、その上に上
述の光触媒性半導体材料を形成しても、それだけでは疎
水性のままである。したがって、疎水性領域4は疎水性
のままである。
【0017】図4は、本発明の実施の形態2に係るハイ
ブリダイゼーション器具の構成を示す図である。本実施
の形態では、シリコーンゴムを基体とするシート5は、
スライドグラス(図示せず)のDNA(一般的には生体高
分子)を固定する領域に対向する領域の表面に窪み6を
形成し、さらに窪み6の表面を親水性にする。その周り
の領域は疎水性のままの疎水性領域7とする。実施の形
態2の変形例として、窪み6の周りまで親水性として
も、さらにその周りに疎水性領域7があるので、やはり
サンプル溶液は閉じ込められる。実施の形態2の場合は
窪み6を形成しているので、より多くのサンプル溶液を
封じ込めることになり、長時間のハイブリダイゼーショ
ン反応に適する。
【0018】図5は、本発明の実施の形態3に係るハイ
ブリダイゼーション器具の構成を示す図である。本実施
の形態では、シリコーンゴムを基体とするシート8は、
複数のスライドグラス(図示せず)のDNA(一般的に
は生体高分子)を固定する領域に対向する領域の表面に
窪み9を形成し、さらに窪み9の表面を親水性にする。
その周りの領域は疎水性のままの疎水性領域10とす
る。実施の形態3の場合は1枚のシート8を用いて複数
のスライドグラスでのハイブリダイゼーション反応を行
うことができて、取り扱いが簡易である。なお、本発明
は上記実施の形態に限定されるものではない。
【0019】本発明はプローブ生体高分子が固定されて
いるスライドグラスと上述のシートとの組合せであるハ
イブリダイゼーション器具も包含する。親水性を付与す
るのに光触媒性半導体材料を用いるのではなく、親水性
の塗料を塗布することでもよい。
【0020】シートの基材はシリコーンゴム製に限られ
ない。その表面に親水性領域と疎水性領域を形成するこ
とができるもの、又は、その表面に窪みを形成すること
ができるものであれば何でもよい。基板との密着性があ
って、弾力性があって、疎水性で、生化学活性のないも
のであれば、さらによい。上述の図面では、シートの親
水性領域の他のすべての領域を疎水性領域にしている
が、親水性領域の周りを疎水性領域とすれば残りのすべ
ての領域を疎水性領域とする必要はない。
【0021】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、容易に
確実にセットすることができて、かつ、サンプル溶液の
蒸発を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1によるハイブリダイゼー
ション器具の構成を示す図である。
【図2】本発明の実施の形態1に係るハイブリダイゼー
ション器具を使用してハイブリダイゼーション反応を行
う装置の概観図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係るハイブリダイゼー
ション器具の製造方法を説明する図である。
【図4】本発明の実施の形態2に係るハイブリダイゼー
ション器具の構成を示す図である。
【図5】本発明の実施の形態3に係るハイブリダイゼー
ション器具の構成を示す図である。
【図6】従来のハイブリダイゼーション器具の構成を示
す図である。
【図7】一体化した状態のハイブリダイゼーション器具
の概観を示す図である。
【符号の説明】
1 マスク 2 シート 3 親水性領域 4 疎水性領域 6 窪み 5 シート 7 疎水性領域 8 シート 9 窪み 10 疎水性領域 11 装置本体 12 シート 13 基板 14 パッキン 15 装置ふた 21 ケース部 22 トレー一体型キャップ部 23 とめ具 24 トレー部 25 パッキン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 敏樹 神奈川県横浜市中区尾上町6丁目81番地 日立ソフトウエアエンジニアリング株式会 社内 Fターム(参考) 4B029 AA23

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プローブ生体高分子が固定される基板と
    重ね合わせたときに、前記プローブ生体高分子が固定さ
    れる領域と対向する領域の表面が親水性であり、その周
    りの領域の表面が疎水性であるシートから成ることを特
    徴とするハイブリダイゼーション器具。
  2. 【請求項2】 プローブ生体高分子が固定される基板と
    重ね合わせたときに、前記プローブ生体高分子が固定さ
    れる領域と対向する領域の表面がその周りの領域よりも
    窪んでいるシートから成ることを特徴とするハイブリダ
    イゼーション器具。
  3. 【請求項3】 前記シートの前記窪んでいる領域の表面
    が親水性であり、その周りの領域の表面が疎水性である
    ことを特徴とする請求項2に記載のハイブリダイゼーシ
    ョン器具。
  4. 【請求項4】 前記シートの基材が前記基板と親和性を
    有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記
    載のハイブリダイゼーション器具。
  5. 【請求項5】 前記シートの基材がシリコーンゴム製で
    あることを特徴とする請求項4に記載のハイブリダイゼ
    ーション器具。
  6. 【請求項6】 前記シートは前記基板よりもやや広いこ
    とを特徴とする請求項1乃至5のいずれかに記載のハイ
    ブリダイゼーション器具。
  7. 【請求項7】 プローブ生体高分子が固定されている基
    板と、請求項1乃至6のいずれかに記載のシートとを備
    えることを特徴とするハイブリダイゼーション器具。
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