JP2002267667A - マイクロアレイ及びマイクロアレイ用基板 - Google Patents
マイクロアレイ及びマイクロアレイ用基板Info
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01L—CHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
- B01L3/00—Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
- B01L3/50—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
- B01L3/508—Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes rigid containers not provided for above
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- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
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- B01J35/39—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C40B—COMBINATORIAL CHEMISTRY; LIBRARIES, e.g. CHEMICAL LIBRARIES
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- C40B60/14—Apparatus specially adapted for use in combinatorial chemistry or with libraries for creating libraries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Health & Medical Sciences (AREA)
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- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 固定するプローブＤＮＡのスポット形状を簡
単かつ確実に所望の形状にすることができるマイクロア
レイを提供すること。 【解決手段】 スライドグラスを基板とするマイクロア
レイ２は、表面が親水性でプローブＤＮＡが固定されて
いる親水性領域３と、その周りのプローブＤＮＡが固定
されておらず表面が疎水性である疎水性領域４とを有す
る。スポッター５によってプローブＤＮＡを含む溶液を
滴下すると、該溶液は親水性領域３に広がって、疎水性
領域４によってさらに広がることは抑制される。この結
果、親水性領域３であるスポットの形状を任意に決める
ことができる。
単かつ確実に所望の形状にすることができるマイクロア
レイを提供すること。 【解決手段】 スライドグラスを基板とするマイクロア
レイ２は、表面が親水性でプローブＤＮＡが固定されて
いる親水性領域３と、その周りのプローブＤＮＡが固定
されておらず表面が疎水性である疎水性領域４とを有す
る。スポッター５によってプローブＤＮＡを含む溶液を
滴下すると、該溶液は親水性領域３に広がって、疎水性
領域４によってさらに広がることは抑制される。この結
果、親水性領域３であるスポットの形状を任意に決める
ことができる。
Description
【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マイクロアレイ及びマイ
クロアレイ用基板に関する。
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マイクロアレイ及びマイ
クロアレイ用基板に関する。
【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（一般的にはサンプル生体高分子）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（一般的にはプローブ生体
高分子）を固定した、ＤＮＡチップ（一般的にはマイク
ロアレイ）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。
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（一般的にはサンプル生体高分子）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（一般的にはプローブ生体
高分子）を固定した、ＤＮＡチップ（一般的にはマイク
ロアレイ）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。
【０００３】このＤＮＡチップは次のように作成する。 (1).スライドグラスの表面に、ポリ−L−リジンなどの
固定化剤を塗布する。 (2).微細に加工したピンを有するスポッターを用いて所
定のレイアウトでスポット状にプローブＤＮＡを含む溶
液を滴下し、プローブＤＮＡを固定する。 この外に、インクジェット方式やノズル方式、また、表
面を加工したスライドグラスを用いる方式などもある。
固定化剤を塗布する。 (2).微細に加工したピンを有するスポッターを用いて所
定のレイアウトでスポット状にプローブＤＮＡを含む溶
液を滴下し、プローブＤＮＡを固定する。 この外に、インクジェット方式やノズル方式、また、表
面を加工したスライドグラスを用いる方式などもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来技術のように、単
にプローブＤＮＡを含む溶液を滴下すると、スポットの
形状が歪んだ円形となってしまう。このため、隣接する
スポット間にそれぞれのプローブＤＮＡが混合してしま
わないようにある程度の余裕を持って間隔をあけなけれ
ばならない。また、スポットの形状が円形である保証が
ないので検出はスポットの中央の狭い一部で行われるこ
とになる。また、表面を加工したスライドグラスを用い
る場合には、ガラス自体を加工する作業をする手間がか
かる。
にプローブＤＮＡを含む溶液を滴下すると、スポットの
形状が歪んだ円形となってしまう。このため、隣接する
スポット間にそれぞれのプローブＤＮＡが混合してしま
わないようにある程度の余裕を持って間隔をあけなけれ
ばならない。また、スポットの形状が円形である保証が
ないので検出はスポットの中央の狭い一部で行われるこ
とになる。また、表面を加工したスライドグラスを用い
る場合には、ガラス自体を加工する作業をする手間がか
かる。
【０００５】本発明は、上記問題点に鑑み、固定するプ
ローブＤＮＡのスポット形状を簡単かつ確実に所望の形
状にすることができるマイクロアレイ及びマイクロアレ
イ用基板を提供することを目的とする。
ローブＤＮＡのスポット形状を簡単かつ確実に所望の形
状にすることができるマイクロアレイ及びマイクロアレ
イ用基板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】本発明のマイクロアレイ
は、その表面に、プローブ生体高分子が固定されている
親水性領域と、その周りのプローブ生体高分子が固定さ
れていない疎水性領域とを備える。また、前記親水性領
域は、円形であることで、安定したスポット形状を得る
ことができる。
は、その表面に、プローブ生体高分子が固定されている
親水性領域と、その周りのプローブ生体高分子が固定さ
れていない疎水性領域とを備える。また、前記親水性領
域は、円形であることで、安定したスポット形状を得る
ことができる。
【０００７】また、前記親水性領域は、ほぼ四角形であ
ることで、マイクロアレイ上の検出に有効な利用面積が
広くなると共に、形状を四角形にすることで、形状を円
形とした場合と比較して、反応後の解析作業を行う上で
都合がよい。また、前記親水性領域の表面には生体高分
子の固定化剤が形成されていて、その周りの疎水性領域
の表面には前記固定化剤が形成されていないことで、プ
ローブ生体高分子が固定される領域をより一層確実に所
望の形状にすることができる。また、本発明のマイクロ
アレイ用基板は、その表面に、プローブ生体高分子が固
定される親水性領域と、その周りのプローブ生体高分子
が固定されない疎水性領域とを備える。また、本発明の
マイクロアレイ用基板は、その表面に、生体高分子の固
定化剤が形成されている親水性領域と、その周りの前記
固定化剤が形成されていない疎水性領域とを備える。
ることで、マイクロアレイ上の検出に有効な利用面積が
広くなると共に、形状を四角形にすることで、形状を円
形とした場合と比較して、反応後の解析作業を行う上で
都合がよい。また、前記親水性領域の表面には生体高分
子の固定化剤が形成されていて、その周りの疎水性領域
の表面には前記固定化剤が形成されていないことで、プ
ローブ生体高分子が固定される領域をより一層確実に所
望の形状にすることができる。また、本発明のマイクロ
アレイ用基板は、その表面に、プローブ生体高分子が固
定される親水性領域と、その周りのプローブ生体高分子
が固定されない疎水性領域とを備える。また、本発明の
マイクロアレイ用基板は、その表面に、生体高分子の固
定化剤が形成されている親水性領域と、その周りの前記
固定化剤が形成されていない疎水性領域とを備える。
【０００８】
【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。
発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【０００９】図１は、本発明の実施の形態に係るマイク
ロアレイの構成を示す図である。スライドグラスを基板
とするマイクロアレイ２は、表面が親水性でプローブＤ
ＮＡが固定されている親水性領域３と、その周りのプロ
ーブＤＮＡが固定されておらず表面が疎水性である疎水
性領域４とを有する。このように、マイクロアレイ２の
表面に選択的に親水性領域３と疎水性領域４とを設け
て、親水性領域３にプローブＤＮＡを固定する。このた
め、スポッター５によってプローブＤＮＡを含む溶液を
滴下すると、該溶液は親水性領域３に広がって、疎水性
領域４によってさらに広がることは抑制される。この結
果、親水性領域３であるスポットの形状を任意に決める
ことができる。例えば、通常の円形にする場合でも真円
に近いものとすることができるし、ほぼ四角形とするこ
ともできる。形状については、ほとんど拘束条件はな
い。四角形とすることで検出領域を広くして検出に利用
されない遊び面積を小さくすることができる。円形とす
る場合でもその大きさを任意の所定の大きさに正確に設
定することができるので、従来よりもスポット間の間隔
を短くすることができる。また、形状が真円に近いこと
が分かっているので、検出する領域も円周の縁の近くま
での広い領域とすることができる。これは、逆にいう
と、スポットの形状を小さくして、かつ、間隔を詰める
ことで多くのスポットを設けることができることにな
る。また、スポッター５の構成についても、滴下した溶
液の広がる形状を特定のものにするための特殊な構造に
する必要がないため、単に滴下する溶液の量を制御でき
るだけでよくなり簡単な構造にすることができる。
ロアレイの構成を示す図である。スライドグラスを基板
とするマイクロアレイ２は、表面が親水性でプローブＤ
ＮＡが固定されている親水性領域３と、その周りのプロ
ーブＤＮＡが固定されておらず表面が疎水性である疎水
性領域４とを有する。このように、マイクロアレイ２の
表面に選択的に親水性領域３と疎水性領域４とを設け
て、親水性領域３にプローブＤＮＡを固定する。このた
め、スポッター５によってプローブＤＮＡを含む溶液を
滴下すると、該溶液は親水性領域３に広がって、疎水性
領域４によってさらに広がることは抑制される。この結
果、親水性領域３であるスポットの形状を任意に決める
ことができる。例えば、通常の円形にする場合でも真円
に近いものとすることができるし、ほぼ四角形とするこ
ともできる。形状については、ほとんど拘束条件はな
い。四角形とすることで検出領域を広くして検出に利用
されない遊び面積を小さくすることができる。円形とす
る場合でもその大きさを任意の所定の大きさに正確に設
定することができるので、従来よりもスポット間の間隔
を短くすることができる。また、形状が真円に近いこと
が分かっているので、検出する領域も円周の縁の近くま
での広い領域とすることができる。これは、逆にいう
と、スポットの形状を小さくして、かつ、間隔を詰める
ことで多くのスポットを設けることができることにな
る。また、スポッター５の構成についても、滴下した溶
液の広がる形状を特定のものにするための特殊な構造に
する必要がないため、単に滴下する溶液の量を制御でき
るだけでよくなり簡単な構造にすることができる。
【００１０】図２は、本発明の実施の形態に係るマイク
ロアレイの製造方法を説明する図である。ここでは、通
常のスライドグラス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してマイクロアレイ２とするものを
説明する。 (1).マイクロアレイ２となる基板であるスライドグラス
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、SrTi
O3、WO3、Bi2O3、Fe2O3か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）。 (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（親水性領域３に対応する位置に穴が貫
通するように形成されたマスク）を介してマイクロアレ
イ２に紫外線を照射して、形成されている光触媒性半導
体材料の薄膜における親水性領域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。 (3).親水性領域３にプローブＤＮＡを固定する。 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。
ロアレイの製造方法を説明する図である。ここでは、通
常のスライドグラス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してマイクロアレイ２とするものを
説明する。 (1).マイクロアレイ２となる基板であるスライドグラス
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、SrTi
O3、WO3、Bi2O3、Fe2O3か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）。 (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（親水性領域３に対応する位置に穴が貫
通するように形成されたマスク）を介してマイクロアレ
イ２に紫外線を照射して、形成されている光触媒性半導
体材料の薄膜における親水性領域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。 (3).親水性領域３にプローブＤＮＡを固定する。 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。
【００１１】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。マイクロアレイ用基板の基材はガラス製に限られ
ない。その表面に親水性領域と疎水性領域を形成するこ
とができるものであれば何でもよい。例えば、プラスチ
ック、金属などでもよく、生化学活性のないものであれ
ば、さらによい。
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。マイクロアレイ用基板の基材はガラス製に限られ
ない。その表面に親水性領域と疎水性領域を形成するこ
とができるものであれば何でもよい。例えば、プラスチ
ック、金属などでもよく、生化学活性のないものであれ
ば、さらによい。
【００１２】上述の図面では、マイクロアレイの親水性
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。
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。
【００１３】プローブＤＮＡを固定するに際に、先に基
板の表面に固定化剤を形成してからプローブＤＮＡを含
む溶液を滴下してプローブＤＮＡを固定してもよいし、
固定化剤とプローブＤＮＡの両方を含む溶液を滴下して
プローブＤＮＡを固定してもよい。これらの場合はいず
れにしても親水性領域３に選択的にプローブＤＮＡが固
定される。
板の表面に固定化剤を形成してからプローブＤＮＡを含
む溶液を滴下してプローブＤＮＡを固定してもよいし、
固定化剤とプローブＤＮＡの両方を含む溶液を滴下して
プローブＤＮＡを固定してもよい。これらの場合はいず
れにしても親水性領域３に選択的にプローブＤＮＡが固
定される。
【００１４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、マイク
ロアレイの基板に固定するプローブＤＮＡのスポット形
状を簡単かつ確実に所望の形状にすることができる。こ
のため、マイクロアレイ上に固定されるプローブＤＮＡ
のスポットの数を多くすることができるとともに、スポ
ッターの構造を簡単なものにすることができる。
ロアレイの基板に固定するプローブＤＮＡのスポット形
状を簡単かつ確実に所望の形状にすることができる。こ
のため、マイクロアレイ上に固定されるプローブＤＮＡ
のスポットの数を多くすることができるとともに、スポ
ッターの構造を簡単なものにすることができる。
【図１】本発明の実施の形態に係るマイクロアレイの構
成を示す図である。
成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るマイクロアレイの製
造方法を説明する図である。
造方法を説明する図である。
１ マスク ２ マイクロアレイ ３ 親水性領域 ４ 疎水性領域 ５ スポッター
───────────────────────────────────────────────────── 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） 4B024 AA11 CA09 HA14 4B029 AA21 AA23 BB20 CC03 CC08
Claims (6)
- 【請求項１】 その表面に、プローブ生体高分子が固定
されている親水性領域と、その周りのプローブ生体高分
子が固定されていない疎水性領域とを備えることを特徴
とするマイクロアレイ。 - 【請求項２】 前記親水性領域は、円形であることを特
徴とする請求項１に記載のマイクロアレイ。 - 【請求項３】 前記親水性領域は、ほぼ四角形であるこ
とを特徴とする請求項１に記載のマイクロアレイ。 - 【請求項４】 前記親水性領域の表面には生体高分子の
固定化剤が形成されていて、その周りの疎水性領域の表
面には前記固定化剤が形成されていないことを特徴とす
る請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロアレイ。 - 【請求項５】 その表面に、プローブ生体高分子が固定
される親水性領域と、その周りのプローブ生体高分子が
固定されない疎水性領域とを備えることを特徴とするマ
イクロアレイ用基板。 - 【請求項６】 その表面に、生体高分子の固定化剤が形
成されている親水性領域と、その周りの前記固定化剤が
形成されていない疎水性領域とを備えることを特徴とす
るマイクロアレイ用基板。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001064918A JP2002267667A (ja) | 2001-03-08 | 2001-03-08 | マイクロアレイ及びマイクロアレイ用基板 |
| US10/077,649 US20020127589A1 (en) | 2001-03-08 | 2002-02-14 | Microarray and microarray substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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